מצב השוק וקשיי טכנולוגיית הייצור של קוקה קולה מחט מערכת הנפט

מרכז המחקר לטכנולוגיית הנדסת עיבוד נפט כבד (Cnooc (Qingdao) בע"מ)

טכנולוגיית תחזוקת ציוד, גיליון 32, 2021

תקציר: הפיתוח המתמשך של המדע והטכנולוגיה הסיניים קידם את התפתחותם של מגזרים שונים בחברה. במקביל, הוא גם חיזק ביעילות את חוסננו הכלכלי ואת חוסננו הלאומי הכולל. כחלק חשוב מתהליך ייצור הפלדה במעגלים, קוק מחטים משמש בעיקר לייצור אלקטרודות גרפיט. הוא ממלא תפקיד חשוב בייצור מוצרי סוללות ליתיום, כמו גם בתעשיית הכוח הגרעיני ובתחומי התעופה. עם קידום הרקע המדעי והטכנולוגיה, קודמו אופטימיזציה ושיפור מתמידים של טכנולוגיית ייצור פלדה בתנור חשמלי, והסטנדרטים והדרישות המתאימים של קוק מחטים בתהליך המחקר, הפיתוח והייצור עודכנו כל העת, על מנת לעמוד בדרישות פיתוח הייצור החברתי. בשל חומרי הגלם השונים המשמשים בתהליך הייצור, קוק מחטים מחולק לסדרות נפט וסדרות פחם. על פי תוצאות היישום הספציפיות, ניתן לראות שלקוק מחטים מסדרת נפט יש פעילות כימית חזקה יותר מאשר לסדרות פחם. במאמר זה, אנו חוקרים את המצב הנוכחי של שוק מחטי הנפט ואת הבעיות בתהליך המחקר והייצור של טכנולוגיות רלוונטיות, ומנתחים את הקשיים בפיתוח הייצור והקשיים הטכניים הנלווים לשוק מחטי הנפט.

א. מבוא

קוק מחט משחק תפקיד חשוב בייצור אלקטרודות גרפיט. ממצב הפיתוח הנוכחי, מדינות מפותחות זרות כמו ארצות הברית ויפן החלו מוקדם יותר במחקר, פיתוח וייצור קוק מחט, ויישום הטכנולוגיות הרלוונטיות נוטה להיות בוגר, והן שולטות בטכנולוגיית הייצור הליבה של קוק מחט נפט. לעומת זאת, המחקר והייצור העצמאיים של קוק מחט במוקד הנפט מתחילים באיחור. אך עם הפיתוח המתמשך של כלכלת השוק שלנו, וקידום ההתרחבות המקיפה של תחומי תעשייה שונים, המחקר והפיתוח של קוק מחט במוקד הנפט עברו פריצת דרך בשנים האחרונות, והביאו לייצור תעשייתי. עם זאת, עדיין קיימים כמה פערים באיכות ובאפקט השימוש בהשוואה למוצרים מיובאים. לכן, יש צורך להבהיר את מצב פיתוח השוק הנוכחי ואת הקשיים הטכניים במערכת הנפט.

II. מבוא וניתוח של יישום טכנולוגיית קוק מחטי נפט

(1) ניתוח מצב הפיתוח הנוכחי של קוקה קולה מחטי נפט בארץ ובחו"ל

טכנולוגיית קוק מחטי נפט מקורה בארצות הברית בשנות ה-50. אבל המדינה שלנו פתוחה רשמית

המחקר על הטכנולוגיה והייצור של קוק מחטי נפט החל בתחילת שנות ה-80. בתמיכת המדיניות הלאומית בנושא מחקר ופיתוח טכנולוגי, מכוני מחקר סיניים החלו לערוך מגוון בדיקות על קוק מחטי נפט ולחקור ללא הרף מגוון שיטות בדיקה. בנוסף, בשנות ה-90, ארצנו השלימה מחקר ניסיוני רב על הכנת מערכת נפט ממוקדת מחטים, והגישה בקשה לטכנולוגיית פטנטים רלוונטית. בשנים האחרונות, בתמיכת המדיניות הלאומית הרלוונטית, אקדמיות רבות למדעים ומפעלים קשורים השקיעו במחקר ופיתוח וקידמו את פיתוח הייצור והייצור בתעשייה. רמת המחקר והפיתוח של טכנולוגיית קוק מחטי נפט גם היא משתפרת ללא הרף. הסיבה העיקרית לתופעה זו היא ביקוש מקומי גדול לקוק מחטי נפט. עם זאת, מחקר, פיתוח וייצור מקומיים אינם יכולים לענות על ביקוש השוק, וחלק גדול מהשוק המקומי תפוס על ידי מוצרים מיובאים. לאור מצב הפיתוח הנוכחי, למרות שההתמקדות והתשומת לב הנוכחיים במחקר, פיתוח וייצור טכנולוגיות המתמקדות במחטי נפט הולכים וגדלים, מבחינת רמת המחקר והפיתוח הטכנולוגי, ישנם כמה קשיים המהווים מכשולים במחקר ופיתוח הטכנולוגי הרלוונטי, מה שמוביל לפער גדול בין ארצנו למדינות המפותחות.

(2) ניתוח יישומים טכניים של מפעלי קוקה קולה מחטי נפט מקומיים

בהתבסס על ניתוח איכות המוצר המקומי והחו"ל והשפעת היישום, ניתן לראות שההבדל ביניהם באיכות קוק מחטי נפט נובע בעיקר מההבדל בשני המדדים של מקדם התפשטות תרמית ופיזור גודל החלקיקים, המשקף את ההבדל באיכות המוצר [1]. פער איכות זה נגרם בעיקר מקשיי הייצור בתהליך הייצור. בשילוב עם תהליך הייצור הספציפי ותוכן השיטה של ​​קוק מחטי נפט, טכנולוגיית הייצור הליבה שלו היא בעיקר לרמת הטיפול המקדים של חומרי הגלם. נכון לעכשיו, רק Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) ו-Jinzhou Petrochemical ביצעו ייצור המוני. לעומת זאת, מערכת הייצור והייצור של קוק מחטי נפט של חברת Jinzhou Petrochemical היא יחסית בוגרת, כושר העיבוד של המכשיר משתפר ללא הרף, והמוצרים הנלווים המיוצרים יכולים להגיע לרמה הבינונית והגבוהה בשוק, בה ניתן להשתמש עבור אלקטרודות לייצור פלדה בעלות הספק גבוה או גבוה במיוחד.

ג. ניתוח שוק קוק מחטי הנפט המקומי

(1) עם ההאצה של התיעוש, הביקוש לקוקה מחט עולה מדי יום.

ארצנו היא מדינת הייצור התעשייתי הגדולה בעולם, דבר המושפע בעיקר ממבנה התעשייה שלנו.

ייצור ברזל ופלדה הוא גם אחד התעשיות החשובות לקידום פיתוח הכלכלה שלנו. על רקע זה, הביקוש למחט גדל מדי יום. אך כיום, רמת המחקר והפיתוח הטכני שלנו ויכולת הייצור אינם תואמים את ביקוש השוק. הסיבה העיקרית היא שיש מעט מפעלים המתמקדים במחטי נפט שיכולים לייצר סטנדרטים של איכות בפועל, ויכולת הייצור אינה יציבה. למרות שעבודות המחקר והפיתוח הטכנולוגיות הרלוונטיות מתקדמות כיום, אך רוצים לעמוד בדרישות אלקטרודת גרפיט בעלת הספק גבוה או אולטרה-גבוה, קיים פער גדול, מה שמוביל למכשולים בבקרת האיכות של מוצרים המתמקדים במחטי נפט. כיום, שוק קוקה קולה במידת מחט מחולק לקוקה קולה במידת מחט נפט ולקוקה קולה במידת מחט פחם. לעומת זאת, קוקה קולה במידת מחט נפט נמוך מעט מקוקה קולה במידת מחט פחם, הן מבחינת כמות פיתוח הפרויקט והן מבחינת רמת הפיתוח, וזו גם אחת הסיבות העיקריות לפגיעה בהתרחבות יעילה של קוקה קולה במידת מחט נפט סיני. אך יחד עם השיפור המתמיד ברמת טכנולוגיית הייצור של תעשיית הפלדה, הביקוש לייצור וייצור פלדה לאלקטרודת גרפיט בעלת הספק גבוה במיוחד עולה. זה גם מדגיש שעם השיפור המתמיד של רמת הפיתוח התעשייתי שלנו והאצת תהליך התיעוש, הביקוש לקוקה מחט יגדל ויגדל.

(2) ניתוח של מחיר הצף של שוק קוקה קולה מחט

בהתאם לרמת הפיתוח התעשייתי הנוכחית ולהתאמת המבנה התעשייתי ותכולת התעשייה במדינתנו, נמצא כי קוק מחט מסוג נפט מתאים יותר למדינתנו מאשר קוק מחט מסוג פחם, דבר שיחמיר עוד יותר את המצב המקומי של חוסר איזון בין היצע לביקוש לקוק מחט. על מנת לפתור את מצב חוסר האיזון בין היצע לביקוש במערכת הנפט, נוכל להסתמך רק על יבוא. מניתוח מאפייני תנודות המחירים של מוצרים מיובאים בשנים האחרונות, ניתן לראות כי מחיר מוצרי קוק מחט נפט מיובאים נמצא במגמת עלייה מאז 2014. לכן, עבור התעשייה המקומית, עם פער ההיצע הגובר ועליית מחירי היבוא, קוק מחט נפט יהפוך למוקד השקעה חדש בתעשיית קוק המחט של סין [2].

ארבע, מחטי הנפט שלנו מתמקדות במחקר ופיתוח ובניתוח קשיים בטכנולוגיית ייצור

(1) ניתוח קשיים של טיפול מקדים בחומרי גלם

באמצעות ניתוח של כל תהליך הייצור והייצור של קוק מחטי נפט, ניתן לראות כי לצורך טיפול מקדים של חומרי גלם, נפט הוא חומר הגלם העיקרי. בשל הייחודיות של משאבי הנפט, יש צורך לכרות נפט גולמי מתחת לאדמה, ונפט גולמי במדינה שלנו ישתמש בזרזים שונים בתהליך הכרייה והעיבוד, כך שתהיה כמות מסוימת של זיהומים במוצרי הנפט. שיטת טיפול מקדים זו תגרום להשפעות שליליות על ייצור קוק מחטי נפט. בנוסף, הרכב הנפט עצמו מורכב בעיקר מפחמימנים אליפטיים, ותכולת הפחמימנים הארומטיים נמוכה, הנגרמת ממאפייני משאבי הנפט הקיימים. יש לציין כי לייצור קוק מחטי נפט איכותי יש דרישות מחמירות לחומרי גלם, עם שיעור גבוה של תכולת פחמימנים ארומטיים, ובוחר גופרית נמוכה, חמצן, אספלטן ונפט אחר כחומרי גלם, הדורשים שחלק המסה של גופרית יהיה פחות מ-0.3%, ושבר המסה של אספלטן יהיה פחות מ-1.0%. עם זאת, בהתבסס על גילוי וניתוח של ההרכב המקורי, נמצא שרוב הנפט הגולמי המעובד בארצנו שייך לנפט גולמי עתיר גופרית, וכי חסר נפט המתאים לייצור קוק מחט עם תכולת פחמימנים ארומטית גבוהה. הסרת זיהומים מהנפט מהווה קושי טכני גדול. בינתיים, ג'ינז'ו פטרוכימיה, אשר כיום נמצאת בשלבי מחקר ופיתוח וייצור בוגרים יותר, זקוקה לחומרי גלם המתאימים לייצור קוק מחט בתהליך הייצור והעיבוד של קוק מחט נפט. המחסור בחומרי גלם וחוסר יציבות באיכות הם אחד הגורמים העיקריים המגבילים את יציבות איכות הקוק המחט [3]. חברת שאנדונג יידה ניו חומר בע"מ תכננה ואימצה את הטיפול המקדים בחומרי גלם עבור יחידת הייצור של קוק מחט נפט.

במקביל, אומצו מגוון שיטות להסרת חלקיקים מוצקים. בנוסף לבחירת נפט כבד המתאים לייצור קוק מחט, הוסרו חומרים מזיקים מחומרי הגלם לפני תהליך הקוק.

(2) ניתוח קשיים טכניים בתהליך הבישול המושהה של קוק מחטי נפט

פעולת הייצור של קוק מחט היא יחסית מסובכת, וישנן דרישות גבוהות לבקרת שינויי טמפרטורת הסביבה ולחץ ההפעלה בתהליך העיבוד הספציפי. אחת הקשיים בתהליך ייצור קוק מחט היא האם ניתן לשלוט באמת בלחץ, בזמן ובטמפרטורה של קוק באופן מדעי וסביר, כך שזמן התגובה יוכל לעמוד בדרישות התקן. יחד עם זאת, אופטימיזציה והתאמה טובים יותר של פרמטרי תהליך הקוק ותקני הפעלה ספציפיים יכולים גם הם למלא תפקיד חשוב באופטימיזציה ובשיפור האיכות של ייצור קוק המחט כולו.

המטרה העיקרית של שימוש בתנור חימום לפעולת שינוי טמפרטורה היא לבצע פעולה סטנדרטית בהתאם לתקן בתהליך הייצור של קוק מחטים, כך שטמפרטורת הסביבה תוכל להגיע לפרמטרים הנדרשים. למעשה, תהליך שינוי הטמפרטורה נועד לקדם את תגובת הקוק בסביבה איטית ונמוכה תוך עיכוב תגובת הקוק, על מנת להשיג עיבוי ארומטי, להבטיח סידור מסודר של המולקולות, להבטיח שהן יתמכו והתמצקו תחת פעולת לחץ, ולקדם את יציבות המצב. תנור החימום הוא פעולה חיונית בכל תהליך הייצור של קוק מחטים נפט, וישנן דרישות ותקנים מסוימים לפרמטרים ספציפיים של טווח טמפרטורות, שלא יכולים להיות נמוכים מהגבול התחתון של 476℃ ולא יכולים לחרוג מהגבול העליון של 500℃. יחד עם זאת, יש לציין כי תנור טמפרטורה משתנה הוא ציוד ומתקנים גדולים, עלינו לשים לב לאחידות האיכות של כל מגדל של קוק מחט: כל מגדל בתהליך ההזנה, עקב טמפרטורה, לחץ, מהירות אוויר וגורמים אחרים משתנים, כך שמגדל קוק אחר קוק אינו אחיד, באיכות בינונית ונמוכה. כיצד לפתור ביעילות את בעיית אחידות האיכות של קוק מחט היא גם אחת הבעיות שיש לקחת בחשבון בייצור קוק מחט.

5. ניתוח כיוון הפיתוח העתידי של קוקה קולה מחטי נפט

(א) לקדם את השיפור המתמיד של איכות קוקה קולה מחטית במערכת הנפט הביתית

הטכנולוגיה והשוק של מיקוד מחטים נשלטו על ידי ארצות הברית ויפן. כיום, בייצור בפועל של קוק מחטים בסין, עדיין ישנן מספר בעיות, כגון איכות לא יציבה, חוזק קוק נמוך וקוק אבקה רב. למרות שקוק המחטים המיוצר שימש לייצור אלקטרודות גרפיט בעלות הספק גבוה והספק גבוה במיוחד בכמויות גדולות, לא ניתן להשתמש בו לייצור אלקטרודות גרפיט בעלות הספק גבוה במיוחד בקוטר גדול בכמויות גדולות. בשנים האחרונות, המחקר והפיתוח שלנו בתחום מיקוד המחטים לא פסקו, ואיכות המוצר תמשיך להשתפר. שאנשי הונגטה פחם כימי בע"מ, קוק מחטים למדידת פחם סינוסטיל, קוק מחטים למדידת פחם ג'ינז'ו פטרוכימי בע"מ. יחידות קוק מחטים מסדרת הנפט הגיעו לקנה מידה של 40,000-50,000 טון לשנה, ויכולות לפעול ביציבות, תוך שיפור מתמיד באיכות.

(2) הביקוש המקומי לקוק מחט נפט ממשיך לגדול

פיתוח תעשיית הברזל והפלדה דורש מספר רב של אלקטרודות בעלות הספק גבוה במיוחד ואלקטרודות בעלות הספק גבוה. בהקשר זה, הביקוש לקוק מחט לייצור אלקטרודות בעלות הספק גבוה במיוחד ואלקטרודות בעלות הספק גבוה גדל במהירות, ומוערך בכ-250,000 טון בשנה. תפוקת פלדת התנור החשמלי בסין היא פחות מ-10%, והתפוקה הממוצעת העולמית של פלדת התנור החשמלי הגיעה ל-30%. גרוטאות הפלדה שלנו הגיעו ל-160 מיליון טון. בהתאם למצב הנוכחי בטווח הארוך, פיתוח פלדת התנור החשמלי הוא בלתי נמנע, ומחסור באספקת קוק מחט יהיה בלתי נמנע. לכן, יש לנקוט צעדים להגדלת מקורות חומרי הגלם ולשיפור שיטת הייצור כדי לענות על צרכי הייצור.

(3) הרחבת הביקוש בשוק מקדמת שיפור ברמת טכנולוגיית המו"פ המקומית

הפער באיכות והעלייה בביקוש לחומר מחט-חריכה מחייבים האצה בפיתוחו. במהלך הפיתוח והייצור של חומר מחט-חריכה, חוקרים הפכו מודעים יותר ויותר לקשיים בייצור חומר מחט-חריכה, הגבירו את מאמצי המחקר ובנו מתקני ניסוי קטנים ופיילוט כדי להשיג נתונים ניסויים להנחיית הייצור. טכנולוגיית העיבוד של קוק מחט משתפרת כל העת כדי לענות על הביקוש הגובר. מנקודת מבט של חומרי גלם ושיטות ייצור, המחסור העולמי בנפט ותכולת הגופרית הגוברת מגבילים את פיתוח קוק מחט מערכת הנפט. מתקן הייצור התעשייתי החדש לטיפול מקדים בחומרי גלם של קוק מחט סדרת שמן נבנה והופעל ב-Shandong Yida New Material Co., LTD., ויוצר חומר הגלם המעולה של קוק מחט סדרת שמן, אשר ישפר ביעילות את האיכות והתפוקה של קוק מחט סדרת שמן.