מצב השוק וקשיי טכנולוגיית הייצור של קולה מחט מערכת נפט

Cnooc (Qingdao) Heavy Oil Processing Technology Research Center Co., LTD

טכנולוגיה לתחזוקת ציוד, גיליון 32, 2021

תקציר: הפיתוח המתמשך של המדע והטכנולוגיה הסינית קידם את הפיתוח של מגזרים שונים בחברה. במקביל, זה גם שיפר למעשה את החוזק הכלכלי שלנו ואת החוזק הלאומי הכולל. כחלק חשוב בתהליך ייצור הפלדה במעגל, נעשה שימוש בקוקס המחט בעיקר בייצור אלקטרודות גרפיט. הוא ממלא תפקיד חשוב בייצור מוצרי סוללות ליתיום, כמו גם בתעשיית הכוח הגרעיני ובתחומי התעופה. עם קידום הרקע של המדע והטכנולוגיה, קודמו האופטימיזציה והשיפור המתמשך של טכנולוגיית ייצור הפלדה בכבשן חשמלי, והסטנדרטים והדרישות התואמות של קוקה מחט בתהליך המחקר והפיתוח והייצור עודכנו כל הזמן, על מנת לאפשר לעמוד בדרישות של פיתוח ייצור חברתי. בשל חומרי הגלם השונים המשמשים בתהליך הייצור, קולה מחט מחולק לסדרות נפט וסדרות פחם. על פי תוצאות היישום הספציפיות, ניתן לראות שלקוק מחט מסדרת נפט יש פעילות כימית חזקה יותר מסדרת פחם. במאמר זה אנו לומדים את המצב הנוכחי של שוק מיקוד מחטי הנפט ואת הבעיות בתהליך המחקר והייצור של הטכנולוגיה הרלוונטית, ומנתחים את הקשיים בפיתוח הייצור והקשיים הטכניים הנלווים של מיקוד מחט הנפט.

א. הקדמה

קוקה מחט ממלאת תפקיד חשוב בייצור אלקטרודת גרפיט. ממצב הפיתוח הנוכחי, מדינות מפותחות זרות כמו ארה"ב ויפן התחילו מוקדם יותר במחקר ופיתוח וייצור של קולה מחט, והיישום של טכנולוגיות רלוונטיות נוטה להיות בשל, והן שלטו בטכנולוגיית הליבה של הייצור של קולה מחט נפט. לשם השוואה, המחקר והייצור העצמאיים של המחט במוקד השמן מתחילים מאוחר. אבל עם ההתפתחות המתמשכת של כלכלת השוק שלנו, קידום התרחבות מקיפה של תחומי תעשייה שונים, המחקר והפיתוח של המחט במוקד הנפט עשו פריצת דרך בשנים האחרונות, תוך מימוש ייצור תעשייתי. עם זאת, עדיין קיימים פערים מסוימים באיכות והשפעת השימוש בהשוואה למוצרים מיובאים. לכן, יש צורך להבהיר את מצב התפתחות השוק הנוכחי ואת הקשיים הטכניים במערכת הנפט.

II. מבוא וניתוח של היישום של טכנולוגיית קוקה מחט נפט

(1) ניתוח מצב הפיתוח הנוכחי של קולה מחט נפט בבית ומחוצה לה

מקורה של טכנולוגיית קולה מחט נפט בארצות הברית בשנות ה-50. אבל המדינה שלנו פתוחה רשמית

המחקר על הטכנולוגיה והייצור של קולה מחט נפט החל בתחילת שנות ה-80. תחת תמיכת המדיניות הלאומית בנושא מחקר ופיתוח טכנולוגי, מכוני מחקר סיניים החלו לערוך בדיקות שונות על קולה מחט נפט ולחקור ולחקור כל הזמן מגוון שיטות בדיקה. בנוסף, בשנות ה-90, ארצנו השלימה מחקר ניסיוני רב על הכנת מערכת נפט ממוקדת מחט, והגישה בקשה לטכנולוגיית הפטנט הרלוונטית. בשנים האחרונות, בתמיכה של מדיניות לאומית רלוונטית, אקדמיה מקומית למדעים ומפעלים קשורים רבים השקיעו במחקר ופיתוח וקידמו את פיתוח הייצור והייצור בתעשייה. גם רמת המחקר והפיתוח של טכנולוגיית מחט-קוק נפט משתפרת ללא הרף. הסיבה העיקרית לתופעה היא שיש ביקוש מקומי גדול למחט-קוק נפט. עם זאת, מחקר ופיתוח וייצור מקומיים אינם יכולים לענות על הביקוש של השוק, חלק גדול מהשוק המקומי תפוס על ידי מוצרים מיובאים. לאור מצב הפיתוח הנוכחי, למרות שהמיקוד ותשומת הלב הנוכחיים למחקר ופיתוח וייצור טכנולוגיות ממוקדות מחט נפט הולכים וגדלים, מבחינת רמת המחקר והפיתוח הטכנולוגי, ישנם כמה קשיים שהופכים את המחקר הטכנולוגי הרלוונטי. ומכשולי פיתוח, מה שמוביל לפער גדול בין ארצנו למדינות המפותחות.

(2) ניתוח יישומים טכניים של מפעלי קוק ביתיים מחטי נפט

בהתבסס על ניתוח איכות המוצר המקומי והזר והשפעת היישום, ניתן לראות שההבדל ביניהם באיכות קוק של מחט נפט נובע בעיקר מההבדל בשני המדדים של מקדם ההתפשטות התרמית וחלוקת גודל החלקיקים, אשר משקף את ההבדל באיכות המוצר [1]. פער איכות זה נגרם בעיקר מקשיי הייצור בתהליך הייצור. בשילוב עם תהליך הייצור הספציפי ותכולת השיטה של ​​קוקה מחט נפט, טכנולוגיית הליבה של הייצור שלה מיועדת בעיקר לרמת טיפול מקדים של חומרי גלם. נכון לעכשיו, רק Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) ו-Jinzhou Petrochemical הבינו ייצור המוני. לעומת זאת, מערכת הייצור והייצור של חברת Jinzhou Petrochemical Coke של מחט נפט בוגרת יחסית, יכולת העיבוד של המכשיר משתפרת ללא הרף, והמוצרים הנלווים המיוצרים יכולים להגיע לרמה הבינונית והגבוהה בשוק, אשר יכולים לשמש לרמה גבוהה. אלקטרודות לייצור פלדה בעוצמה או בעוצמה גבוהה במיוחד.

III. ניתוח שוק הקוק המקומי של מחטי הנפט

(1) עם האצת התיעוש, הביקוש לקולה מחט עולה מדי יום

המדינה שלנו היא מדינת הייצור התעשייתי הגדולה בעולם, אשר נקבעת בעיקר על ידי אופן המבנה התעשייתי שלנו.

ייצור ברזל ופלדה הוא גם אחד מהענפים החשובים לקידום התפתחות הכלכלה שלנו. על רקע זה, הביקוש למחט גדל מדי יום. אבל נכון לעכשיו, רמת המחקר והפיתוח הטכנית ויכולת הייצור שלנו אינם תואמים את הביקוש בשוק. הסיבה העיקרית היא שיש מעט מפעלים ממוקדי מחט נפט שיכולים לייצר תקני איכות, וכושר הייצור אינו יציב. למרות שעבודת המחקר והפיתוח הטכנולוגית הרלוונטית מתקדמת כיום, אבל רוצה לעמוד באלקטרודת הגרפיט עם הספק גבוה או אולטרה גבוה ויש פער גדול, מה שמוביל למכשולים בבקרת האיכות של מוצרים ממוקדי מחט נפט. נכון להיום, שוק הקוקס במידת מחטים מחולק לקוקה במידת מחט נפט וקולה במידת מחט פחם. לעומת זאת, קוק במידת מחט נפט נמוך במעט מקוקה במידת מחט פחם, גם בכמות הפיתוח של הפרויקט או ברמת הפיתוח, וזו גם אחת הסיבות העיקריות לעכב את ההתרחבות האפקטיבית של קוק סיני במידת מחטי הנפט. אך יחד עם השיפור המתמיד של רמת הטכנולוגיה לייצור תעשיית הפלדה, הביקוש לייצור פלדה ולייצור לאלקטרודת גרפיט בהספק גבוה במיוחד הולך וגדל. זה גם מדגיש שעם השיפור המתמיד של רמת הפיתוח התעשייתי שלנו והאצת תהליך התיעוש, הביקוש לקולה מחט יהיה גדול יותר ויותר.

(2) ניתוח המחיר הצף של שוק קולה מחט

לפי רמת הפיתוח התעשייתי הנוכחית והתאמת המבנה התעשייתי והתכולה התעשייתית של ארצנו, נמצא שסדרת הנפט של קוקינג במידת מחט מתאימה יותר לארצנו מאשר סדרת פחם של קוקינג במידת מחט, שתהיה להחמיר עוד יותר את המצב המקומי של חוסר איזון בין היצע וביקוש של הקוקינג במידת המחט, על מנת לפתור את מצב חוסר האיזון בין היצע וביקוש של מערכת הנפט, אנחנו יכולים להסתמך רק על יבוא. מניתוח מאפייני תנודת המחירים של מוצרים מיובאים בשנים האחרונות, ניתן לראות כי מחיר מוצרי קוקה מחט נפט מיובאים נמצא בעלייה משנת 2014. לכן, לתעשייה המקומית, עם הגדלת פער ההיצע ועלייה ביבוא. מחיר, קוקה מחט נפט תהפוך למוקד השקעה חדש בתעשיית קוק המחטים של סין [2].

ארבע, מחט הנפט שלנו מתמקדת במחקר ופיתוח וניתוח קשיי טכנולוגיות ייצור

(1) ניתוח קשיי טיפול מוקדם בחומר גלם

דרך ניתוח כל תהליך הייצור והייצור של מחט-קוק נפט, ניתן לראות כי לטיפול מקדים של חומרי גלם, נפט הוא חומר הגלם העיקרי, בגלל הייחודיות של משאבי הנפט, נפט גולמי צריך להיות נכרה מתחת לאדמה, והנפט הגולמי בארצנו ישתמש בזרזים שונים בתהליך הכרייה והעיבוד, כך שתהיה כמות מסוימת של זיהומים במוצרי נפט. שיטת טיפול מקדים זו תביא להשפעות שליליות על ייצור קוק של מחט נפט. בנוסף, הרכב הנפט עצמו הוא ברובו פחמימנים אליפטיים, תכולת הפחמימנים הארומטיים נמוכה, מה שנגרם על ידי המאפיינים של משאבי הנפט הקיימים. יצוין כי לייצור קוק של מחט נפט איכותי יש דרישות מחמירות לחומרי גלם, עם שיעור גבוה של תכולת פחמימנים ארומטיים, ובוחר כחומרי גלם גופרית נמוכים, חמצן, אספלטן ונפט אחר, המחייבות את שבר המסה. של גופרית הוא פחות מ-0.3%, ושבריר המסה של אספלטן הוא פחות מ-1.0%. אולם בהתבסס על איתור וניתוח ההרכב המקורי, נמצא כי רוב הנפט הגולמי המעובד בארצנו שייך לנפט הגולמי עתיר הגופרית, והמחסור בשמן המתאים לייצור קוק של מחט עם פחמימנים ארומטיים גבוהים. תוֹכֶן. זה קושי טכני גדול להסיר זיהומים בשמן. בינתיים, Jinzhou Petrochemical, שהיא בוגרת יותר במו"פ ובייצור כיום, דורשת את חומרי הגלם המתאימים לייצור קוק מכוון מחט בתהליך הייצור והעיבוד של קוק מכוון מחט נפט. המחסור בחומרי גלם וחוסר יציבות האיכות הם אחד הגורמים העיקריים המגבילים את יציבות האיכות של קולה מכוון מחט [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd עיצבה ואימצה טיפול מקדים של חומרי גלם ליחידת הייצור של קוקה מחט נפט

במקביל, אומצו מגוון שיטות להסרת חומר חלקיקי מוצק. בנוסף לבחירת שמן כבד המתאים לייצור קוקה מחט, הוסרו חומרים מזיקים בחומרי גלם לפני הבישול.

(2) ניתוח קשיים טכניים בתהליך הקוקינג המושהה של קוקה מחט נפט

פעולת הייצור של קוקה מחט מסובכת יחסית, ויש דרישות גבוהות לשליטה בשינויי טמפרטורות סביבתיות ולחץ תפעול בתהליך העיבוד הספציפי. זה אחד הקשיים בתהליך הקוקס של ייצור קוקה מחט אם ניתן לשלוט באמת בלחץ, בזמן ובטמפרטורה של הקוקס בצורה מדעית והגיונית, כך שזמן התגובה יכול לעמוד בדרישות הסטנדרטיות. יחד עם זאת, אופטימיזציה והתאמה טובה יותר של פרמטרים של תהליך קוקינג ותקני פעולה ספציפיים יכולים גם למלא תפקיד חשוב באופטימיזציה ושיפור האיכות של כל ייצור הקוקס המחט.

המטרה העיקרית של שימוש בתנור חימום לצורך פעולת שינוי טמפרטורה היא לבצע פעולה סטנדרטית בהתאם לתקן בתהליך הייצור של קוקה מחט כך שטמפרטורת הסביבה תוכל להגיע לפרמטרים הנדרשים. למעשה, תהליך שינוי הטמפרטורה הוא לקדם את תגובת הקוקינג יכול להתבצע בסביבת טמפרטורה איטית ונמוכה תוך עיכוב תגובת הקוקינג, כדי להשיג עיבוי ארומטי, להבטיח סידור מסודר של מולקולות, כדי להבטיח שהם יכולים להיות מכוון ומתגבש תחת פעולת הלחץ, ולקדם את יציבות המדינה. תנור החימום הוא פעולה חיונית בכל תהליך הייצור של קולה מחט נפט, וישנן דרישות ותקנים מסוימים עבור פרמטרי טווח הטמפרטורה הספציפיים, שאינם יכולים להיות נמוכים מהגבול התחתון של 476℃ ואינם יכולים לחרוג מהגבול העליון של 500 ℃. יחד עם זאת, יש לציין גם כי תנור הטמפרטורה המשתנה הוא ציוד ומתקנים גדולים, יש לשים לב לאחידות האיכות של כל מגדל קוקס מחט: כל מגדל בתהליך האכלה, בשל הטמפרטורה , לחץ, מהירות אוויר וגורמים אחרים משתנים, כך שמגדל הקוק לאחר הקוק אינו אחיד, בינוני ומטה. כיצד לפתור ביעילות את בעיית האחידות האיכותית של קולה מחט היא גם אחת הבעיות שיש לקחת בחשבון בייצור קוקה מחט.

5. ניתוח כיוון הפיתוח העתידי של קוקה מחט נפט

(א) לקדם את השיפור המתמיד של איכות הקוקס עם מחט של מערכת הנפט המקומית

הטכנולוגיה והשוק של מיקוד המחטים נשלטו על ידי ארצות הברית ויפן. נכון לעכשיו, בייצור בפועל של קולה מחט בסין, יש עדיין כמה בעיות, כגון איכות לא יציבה, חוזק קוק נמוך והרבה אבקת קוק. למרות שהקוק מחט המיוצר שימש לייצור אלקטרודות גרפיט בעלות הספק גבוה והספק במיוחד בכמויות גדולות, לא ניתן להשתמש בו בייצור אלקטרודות גרפיט בעלות קוטר גדול במיוחד בכמות גדולה. בשנים האחרונות, המחקר והפיתוח שלנו במיקוד המחטים לא פסקו, ואיכות המוצר תמשיך להשתפר. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal Coal מדידת מחט, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. יחידות קולה מסדרת שמן הגיעו להיקף של 40,000-50,000 טון לשנה, ויכולות לפעול ביציבות ולשפר ללא הרף את האיכות.

(2) הביקוש המקומי לקוק מחט נפט ממשיך לגדול

התפתחות תעשיית הברזל והפלדה דורשת מספר רב של אלקטרודות בהספק גבוה במיוחד ואלקטרודות בהספק גבוה. בהקשר זה, הביקוש לקוקס מחט לייצור אלקטרודות בהספק גבוה במיוחד ואלקטרודות בהספק גבוה גדל במהירות, המוערך בכ-250,000 טון בשנה. התפוקה של פלדת תנור חשמלי בסין היא פחות מ-10%, והתפוקה הממוצעת בעולם של פלדת תנור חשמלי הגיעה ל-30%. גרוטאות הפלדה שלנו הגיעו ל-160 מיליון טון. על פי המצב הנוכחי בטווח הארוך, הפיתוח של פלדת תנור חשמלי הוא בלתי נמנע, המחסור באספקת קולה מחט יהיה בלתי נמנע. לכן יש לנקוט בצעדים להגדלת מקור חומרי הגלם ולשיפור שיטת הייצור כדי לענות על צורכי הייצור.

(3) התרחבות הביקוש בשוק מקדמת את שיפור רמת הטכנולוגיה המקומית של מו"פ

הפער באיכות והעלייה בביקוש של חריכת המחט מחייבים האצה בהתפתחות חריכת המחט. במהלך הפיתוח והייצור של חריכת מחט, החוקרים הפכו מודעים יותר ויותר לקשיים בייצור חריכת מחט, הגברת מאמצי המחקר ובניית מתקני ניסוי קטנים ופיילוטים להשגת נתונים ניסיוניים להנחיית הייצור. טכנולוגיית העיבוד של קולה מחט משתפרת כל הזמן כדי לענות על הביקוש הגובר. מנקודת המבט של חומרי גלם ושיטות ייצור, המחסור בעולם בנפט ותכולת הגופרית הגוברת מגבילים את הפיתוח של קולה מחט במערכת הנפט. מתקן הייצור התעשייתי החדש של חומרי גלם למחטים מסדרת שמן נבנה והופעל בשאנדונג Yida New Material Co., LTD., ויוצר חומר הגלם המצוין של קוק מחט מסדרת שמן, אשר ישפר למעשה את איכות ותפוקה של קולה מחט מסדרת שמן.