Výzkumné centrum pro inženýrské technologie zpracování těžké ropy Cnooc (Čching-tao), s.r.o.
Technologie údržby zařízení, číslo 32, 2021
Abstrakt: Neustálý rozvoj čínské vědy a techniky podpořil rozvoj různých odvětví společnosti. Zároveň účinně posílil naši ekonomickou sílu a celkovou národní sílu. Jehlový koks, jako důležitá součást procesu výroby oceli v okruhu, se používá hlavně při výrobě grafitových elektrod. Hraje důležitou roli při výrobě lithiových baterií, stejně jako v jaderné energetice a letectví. S rozvojem vědeckého a technického zázemí se prosazuje neustálá optimalizace a zdokonalování technologie výroby oceli v elektrických pecích a odpovídající standardy a požadavky na jehlový koks ve výzkumném, vývojovém a výrobním procesu se neustále aktualizují, aby splňovaly požadavky rozvoje společenské výroby. Vzhledem k různým surovinám používaným ve výrobním procesu se jehlový koks dělí na ropný a uhelný. Podle výsledků konkrétní aplikace je patrné, že jehlový koks ropné řady má silnější chemickou aktivitu než uhelný. V tomto článku studujeme současnou situaci na trhu s jehlovými rotačními sondami pro ropné produkty a problémy ve výzkumném a výrobním procesu příslušných technologií. Analyzujeme také obtíže s vývojem výroby a související technické obtíže s jehlovými rotačními sondami pro ropné produkty.
I. Úvod
Jehlový koks hraje důležitou roli ve výrobě grafitových elektrod. Vzhledem k současné situaci začaly rozvinuté zahraniční země, jako jsou Spojené státy a Japonsko, dříve s výzkumem, vývojem a výrobou jehlového koksu a aplikace příslušných technologií je obvykle vyspělá a zvládly základní výrobní technologii ropného jehlového koksu. Naproti tomu nezávislý výzkum a výroba jehlového koksu v ropném průmyslu začínají pozdě. S neustálým rozvojem naší tržní ekonomiky a podporou komplexního rozvoje různých průmyslových odvětví však výzkum a vývoj jehlového koksu v ropném průmyslu v posledních letech dosáhl průlomu a umožnil realizaci průmyslové výroby. Ve srovnání s dováženými produkty však stále existují určité rozdíly v kvalitě a efektivitě použití. Proto je nutné objasnit současný stav vývoje trhu a technické obtíže v ropném systému.
II. Úvod a analýza aplikace technologie jehlového koksování ropy
(1) Analýza současného vývoje jehlového koksu z ropy v tuzemsku i v zahraničí
Technologie jehlového koksování ropy vznikla ve Spojených státech v 50. letech 20. století. Naše země je však oficiálně otevřená...
Výzkum technologie a výroby jehlového koksu z ropy začal na začátku 80. let 20. století. V rámci národní politiky technologického výzkumu a vývoje začaly čínské výzkumné ústavy provádět různé testy jehlového koksu z ropy a neustále zkoumaly a zkoumaly různé zkušební metody. Kromě toho v 90. letech naše země provedla řadu experimentálních výzkumů v oblasti přípravy jehlového koksu z ropy a podala žádost o příslušnou patentovou technologii. V posledních letech s podporou příslušných národních politik mnoho domácích akademií věd a souvisejících podniků investovalo do výzkumu a vývoje a podpořilo rozvoj výroby a zpracování v tomto odvětví. Úroveň výzkumu a vývoje technologie jehlového koksu z ropy se také neustále zlepšuje. Hlavním důvodem tohoto jevu je vysoká domácí poptávka po jehlovém koksu z ropy. Domácí výzkum, vývoj a výroba však nemohou uspokojit poptávku trhu, velkou část domácího trhu tvoří dovážené produkty. Vzhledem k současné vývojové situaci, ačkoli se současná pozornost a zaměření na výzkum, vývoj a výrobu v oblasti technologií zaměřených na ropné jehly zvyšuje, pokud jde o úroveň technologického výzkumu a vývoje, existují určité obtíže, které představují překážky pro příslušný technologický výzkum a vývoj, což vede k velké propasti mezi naší zemí a rozvinutými zeměmi.
(2) Analýza technické aplikace domácích podniků na výrobu jehlového koksu z ropy
Na základě analýzy kvality domácích a zahraničních produktů a vlivu jejich použití je patrné, že rozdíl mezi nimi v kvalitě jehlového koksu z ropy je způsoben především rozdílem ve dvou indexech: koeficientu tepelné roztažnosti a distribuci velikosti částic, což odráží rozdíl v kvalitě produktu [1]. Tento rozdíl v kvalitě je způsoben především obtížemi ve výrobním procesu. V kombinaci se specifickým výrobním procesem a metodou výroby jehlového koksu z ropy je jeho hlavní výrobní technologií zaměřena především na úroveň předúpravy surovin. V současné době realizovaly hromadnou výrobu pouze společnosti Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) a Jinzhou Petrochemical. Naproti tomu výrobní systém jehlového koksu z ropy společnosti Jinzhou Petrochemical Company je relativně vyspělý, zpracovatelská kapacita zařízení se neustále zlepšuje a vyrobené související produkty mohou dosáhnout střední a vysoké úrovně na trhu a mohou být použity pro výrobu vysoce výkonných nebo ultravysoce výkonných ocelářských elektrod.
Iii. Analýza domácího trhu s jehlovým koksem z ropy
(1) S urychlením industrializace se poptávka po jehlovém koksu denně zvyšuje.
Naše země je největší průmyslovou produkční zemí na světě, což je dáno především způsobem, jakým je naše průmyslová struktura.
Výroba železa a oceli je také jedním z důležitých odvětví pro podporu rozvoje naší ekonomiky. V tomto kontextu poptávka po jehlování každým dnem roste. V současné době však úroveň našeho technického výzkumu a vývoje a výrobní kapacita neodpovídají poptávce trhu. Hlavním důvodem je, že existuje jen málo podniků zaměřených na jehlování ropy, které by skutečně dokázaly vyrábět kvalitní standardy, a výrobní kapacita je nestabilní. Přestože v současné době výzkum a vývoj v oblasti technologií postupuje, existuje velká mezera v hledání vysoce výkonných nebo ultravysoce výkonných grafitových elektrod, což vede k překážkám v kontrole kvality produktů zaměřených na jehlování ropy. V současné době je trh s jehlovým koksem rozdělen na ropný jehlový koks a uhelný jehlový koks. Naproti tomu ropný jehlový koks je o něco nižší než uhelný jehlový koks, ať už v množství vyvinutých projektů nebo v úrovni vývoje, což je také jeden z hlavních důvodů, které brání efektivnímu rozvoji čínského jehlového koksu. Spolu s neustálým zlepšováním úrovně výrobních technologií v ocelářském průmyslu však roste i poptávka po ultravysoce výkonných grafitových elektrodách ve výrobě oceli a výrobě. To také zdůrazňuje, že s neustálým zlepšováním úrovně našeho průmyslového rozvoje a zrychlením procesu industrializace bude poptávka po jehlovém koksu stále větší.
(2) Analýza trhu s pohyblivou cenou jehlového koksu
Vzhledem k současné úrovni průmyslového rozvoje a úpravám průmyslové struktury a průmyslového obsahu naší země se ukazuje, že ropná řada jehlového koksování je pro naši zemi vhodnější než uhelná řada jehlového koksování, což dále zhorší domácí situaci s nerovnováhou mezi nabídkou a poptávkou po jehlovém koksování. Abychom vyřešili situaci nerovnováhy mezi nabídkou a poptávkou v ropném systému, můžeme se spolehnout pouze na dovoz. Z analýzy cenových charakteristik dovážených produktů v posledních letech vyplývá, že cena dovážených produktů z ropného jehlového koksu od roku 2014 roste. Pro domácí průmysl se proto s rostoucí mezerou v nabídce a rostoucími dovozními cenami stane jehlový koks novým investičním cílem v čínském průmyslu jehlového koksování [2].
Za čtvrté, naše výzkumné a vývojové zaměření na ropné jehly a analýza obtíží s technologií výroby
(1) Analýza obtíží s předúpravou surovin
Z analýzy celého procesu výroby a zpracování ropného jehlového koksu vyplývá, že pro předúpravu surovin je hlavní surovinou ropa. Vzhledem ke specifickým vlastnostem ropných zdrojů je nutné ropu těžit v podzemí a v naší zemi se při těžbě a zpracování ropy používají různé katalyzátory, takže v ropných produktech bude určité množství nečistot. Tato metoda předúpravy má nepříznivé účinky na výrobu ropného jehlového koksu. Kromě toho je složení samotné ropy převážně alifatické uhlovodíky a obsah aromatických uhlovodíků je nízký, což je způsobeno vlastnostmi stávajících ropných zdrojů. Je třeba poznamenat, že výroba vysoce kvalitního ropného jehlového koksu má přísné požadavky na suroviny s vysokým podílem aromatických uhlovodíků a jako suroviny se volí ropné suroviny s nízkým obsahem síry, kyslíku, asfaltenu a dalších surovin, přičemž hmotnostní podíl síry musí být menší než 0,3 % a hmotnostní podíl asfaltenu menší než 1,0 %. Na základě detekce a analýzy původního složení však bylo zjištěno, že většina ropy zpracovávané v naší zemi patří k ropám s vysokým obsahem síry a chybí ropa vhodná pro výrobu jehlového koksu s vysokým obsahem aromatických uhlovodíků. Odstranění nečistot z ropy je technicky velkým problémem. Jinzhou Petrochemical, která je v současné době vyspělejší ve výzkumu, vývoji a výrobě, zároveň vyžaduje suroviny vhodné pro výrobu jehlového koksu v procesu výroby a zpracování ropného jehlového koksu. Nedostatek surovin a nestabilita kvality jsou jedním z hlavních faktorů omezujících stabilitu kvality jehlového koksu [3]. Společnost Shandong Yida New Material Co., Ltd. navrhla a zavedla předúpravu surovin pro výrobní jednotku ropného jehlového koksu.
Současně byla přijata řada metod k odstraňování pevných částic. Kromě výběru těžkého oleje vhodného pro výrobu jehlového koksu byly před koksováním odstraněny i škodlivé látky ze surovin.
(2) Analýza technických obtíží v procesu zpožděného koksování jehlového koksu z ropy
Výroba jehlového koksu je poměrně složitá a v daném procesu zpracování jsou kladeny vysoké požadavky na kontrolu změn teploty prostředí a provozního tlaku. Jednou z obtíží v procesu koksování jehlového koksu je, zda lze tlak, čas a teplotu koksu skutečně vědecky a rozumně regulovat tak, aby reakční doba splňovala požadavky norem. Zároveň lepší optimalizace a úprava parametrů koksovacího procesu a specifických provozních norem může hrát důležitou roli v optimalizaci a zlepšení kvality celé výroby jehlového koksu.
Hlavním účelem použití topné pece pro změnu teploty je provedení standardního provozu v souladu s normou ve výrobním procesu jehlového koksu, aby okolní teplota dosáhla požadovaných parametrů. Proces změny teploty ve skutečnosti slouží k podpoře koksovací reakce, která může být prováděna v pomalém a nízkoteplotním prostředí a zároveň zpožděna, aby se dosáhlo kondenzace aromatických sloučenin, zajistilo se uspořádané uspořádání molekul, aby se zajistila jejich orientace a tuhnutí pod tlakem a aby se podpořila stabilita stavu. Topná pec je nezbytnou operací v celém výrobním procesu ropného jehlového koksu a existují určité požadavky a normy pro specifické parametry teplotního rozsahu, které nemohou být nižší než dolní hranice 476 °C a nemohou překročit horní hranici 500 °C. Zároveň je třeba poznamenat, že pec s proměnnou teplotou je velké zařízení, a proto je třeba věnovat pozornost jednotnosti kvality jehlového koksu v každé věži: v průběhu dávkování se v každé věži mění teplota, tlak, rychlost vzduchu a další faktory, takže koksovací věž po koksování má nerovnoměrnou, střední a nižší kvalitu. Jedním z problémů, které je třeba při výrobě jehlového koksu zvážit, je také to, jak efektivně řešit problém jednotnosti kvality jehlového koksu.
5. Analýza budoucího vývojového směru výroby jehlového koksu z ropy
(a) Podporovat neustálé zlepšování kvality jehlového koksu z domácího ropného systému
Technologie a trh s jehlovým koksem dominují Spojené státy a Japonsko. V současné době se v Číně stále vyskytují určité problémy s výrobou jehlového koksu, jako je nestabilní kvalita, nízká pevnost koksu a velké množství práškového koksu. Přestože se vyrobený jehlový koks používá ve velkém množství k výrobě grafitových elektrod s vysokým a ultravysokým výkonem, nelze jej použít k výrobě grafitových elektrod s ultravysokým výkonem o velkém průměru ve velkém množství. V posledních letech se náš výzkum a vývoj v oblasti jehlového koksu nezastavil a kvalita produktů se bude i nadále zlepšovat. Jednotky jehlového koksu pro výrobu ropy dosáhly výkonu 40 000–50 000 tun/rok a mohou běžet stabilně a neustále zlepšovat kvalitu.
(2) Domácí poptávka po jehlovém koksu z ropy nadále roste
Rozvoj železářského a ocelářského průmyslu vyžaduje velké množství ultravysokovýkonných a vysoce výkonných elektrod. V této souvislosti poptávka po jehlovém koksu pro výrobu ultravysokovýkonných a vysoce výkonných elektrod rychle roste a odhaduje se na přibližně 250 000 tun ročně. Produkce elektropecní oceli v Číně je méně než 10 % a světový průměr produkce elektropecní oceli dosáhl 30 %. Náš ocelový šrot dosáhl 160 milionů tun. Vzhledem k současné situaci je dlouhodobý rozvoj elektropecní oceli nevyhnutelný a nedostatek dodávek jehlového koksu bude nevyhnutelný. Proto by měla být přijata opatření ke zvýšení zdrojů surovin a zlepšení výrobních metod tak, aby vyhovovaly potřebám výroby.
(3) Rozšíření poptávky na trhu podporuje zlepšení úrovně domácích technologií výzkumu a vývoje
Rozdíl v kvalitě a rostoucí poptávka po jehlovém koksu vyžadují urychlení jeho vývoje. Během vývoje a výroby jehlového koksu si vědci stále více uvědomují obtíže spojené s jeho výrobou, což vede k zvýšenému výzkumnému úsilí a budování malých a pilotních zkušebních zařízení pro získávání experimentálních dat pro řízení výroby. Technologie zpracování jehlového koksu se neustále zlepšuje, aby uspokojila rostoucí poptávku. Z hlediska surovin a výrobních metod omezuje světový nedostatek ropy a rostoucí obsah síry rozvoj jehlového koksu pro ropné systémy. Ve společnosti Shandong Yida New Material Co., LTD. bylo postaveno a uvedeno do provozu nové průmyslové zařízení pro předúpravu suroviny pro jehlový koks ropné řady a byla vyrobena vynikající surovina pro jehlový koks ropné řady, která účinně zlepší kvalitu a produkci jehlového koksu ropné řady.
Čas zveřejnění: 7. prosince 2022