Cnooc (Qingdao) Tungoljebearbetningsteknik Forskningscenter Co., LTD
Teknik för utrustningsunderhåll, nummer 32, 2021
Sammanfattning: Den kontinuerliga utvecklingen av kinesisk vetenskap och teknologi har främjat utvecklingen av olika samhällssektorer. Samtidigt har den också effektivt stärkt vår ekonomiska styrka och den övergripande nationella styrkan. Nålkoks, som en viktig del av ståltillverkningsprocessen, används huvudsakligen vid produktion av grafitelektroder. Det spelar en viktig roll i produktionen av litiumbatteriprodukter, såväl som inom kärnkraftsindustrin och flygbranschen. Med främjandet av vetenskapens och teknologins bakgrund har kontinuerlig optimering och förbättring av ståltillverkningstekniken för elektriska ugnar främjats, och motsvarande standarder och krav för nålkoks i forsknings-, utvecklings- och produktionsprocessen har ständigt uppdaterats för att uppfylla kraven i den sociala produktionsutvecklingen. På grund av de olika råvarorna som används i produktionsprocessen är nålkoks indelat i petroleumserier och kolserier. Enligt de specifika tillämpningsresultaten kan man se att nålkoks i petroleumserien har starkare kemisk aktivitet än kolserien. I den här artikeln studerar vi den nuvarande situationen på marknaden för petroleumnålsfokus och problemen i forsknings- och produktionsprocessen för relevant teknik, samt analyserar svårigheterna i produktionsutvecklingen och relaterade tekniska svårigheter inom petroleumnålsfokus.
I. Introduktion
Nålkoks spelar en viktig roll i produktionen av grafitelektroder. I den nuvarande utvecklingssituationen har utländska utvecklade länder som USA och Japan börjat tidigare med forskning, utveckling och produktion av nålkoks, och tillämpningen av relevant teknik har tenderat att vara mogen och de har bemästrat kärntillverkningstekniken för petroleumnålkoks. I jämförelse börjar den oberoende forskningen och produktionen av nålkoks inom oljeindustrin sent. Men med den kontinuerliga utvecklingen av vår marknadsekonomi, som främjar den omfattande expansionen av olika industriområden, har forskningen och utvecklingen av nålkoks inom oljeindustrin gjort ett genombrott de senaste åren och förverkligat industriell produktion. Det finns dock fortfarande vissa skillnader i kvalitet och användningseffekt jämfört med importerade produkter. Därför är det nödvändigt att klargöra den nuvarande marknadsutvecklingsstatusen och de tekniska svårigheterna inom petroleumsystemet.
Ii. Introduktion och analys av tillämpningen av petroleumnålkoksteknik
(1) Analys av den nuvarande utvecklingsstatusen för petroleumnålkoks hemma och utomlands
Tekniken för petroleumnålkoks har sitt ursprung i USA på 1950-talet. Men vårt land är officiellt öppet
Forskningen kring tekniken och tillverkningen av petroleumnålkoks började i början av 1980-talet. Med stöd av nationell politik för teknisk forskning och utveckling började kinesiska forskningsinstitut genomföra olika tester av petroleumnålkoks och ständigt utforska och forska om en mängd olika testmetoder. Dessutom har vårt land under 1990-talet genomfört en mängd experimentell forskning om framställning av nålfokuserade petroleumsystem och ansökt om relevant patentteknik. Under senare år har många inhemska vetenskapsakademier och relaterade företag, med stöd av relevant nationell politik, investerat i forskning och utveckling och främjat utvecklingen av produktion och tillverkning inom industrin. Forsknings- och utvecklingsnivån för petroleumnålkoksteknik förbättras också kontinuerligt. Den främsta orsaken till detta fenomen är den stora inhemska efterfrågan på petroleumnålkoks. Inhemsk forskning, utveckling och tillverkning kan dock inte möta marknadens efterfrågan, och en stor del av den inhemska marknaden upptas av importerade produkter. Med tanke på den nuvarande utvecklingssituationen, även om det nuvarande fokuset och uppmärksamheten på forskning, utveckling och tillverkning med fokus på petroleumnålar ökar, finns det, vad gäller nivån på teknisk forskning och utveckling, vissa svårigheter som hindrar den relevanta tekniska forskningen och utvecklingen, vilket leder till en stor klyfta mellan vårt land och de utvecklade länderna.
(2) Teknisk tillämpningsanalys av inhemska petroleumnålkoksföretag
Baserat på analysen av inhemsk och utländsk produktkvalitet och tillämpningseffekt kan man se att skillnaden mellan dem i kvaliteten på petroleumnålkoks huvudsakligen beror på skillnaden i de två indexen för värmeutvidgningskoefficient och partikelstorleksfördelning, vilket återspeglar skillnaden i produktkvalitet [1]. Denna kvalitetsskillnad orsakas huvudsakligen av produktionssvårigheter i tillverkningsprocessen. I kombination med den specifika produktionsprocessen och metodinnehållet för petroleumnålkoks är dess kärnproduktionsteknik huvudsakligen förbehandlingsnivån av råvaror. För närvarande har endast Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) och Jinzhou Petrochemical realiserat massproduktion. Däremot är Jinzhou Petrochemical Companys produktions- och tillverkningssystem för petroleumnålkoks relativt moget, enhetens bearbetningskapacitet förbättras kontinuerligt och de relaterade produkterna som produceras kan nå medel- och högnivån på marknaden, vilket kan användas för högeffekts- eller ultrahögeffektselektroder för ståltillverkning.
III. Analys av den inhemska marknaden för nålkoks från petroleum
(1) Med den accelererande industrialiseringen ökar efterfrågan på nålkoks dagligen.
Vårt land är det största industriproduktionslandet i världen, vilket huvudsakligen bestäms av vår industriella struktur.
Järn- och stålproduktion är också en av de viktiga industrierna för att främja vår ekonomis utveckling. Mot denna bakgrund ökar efterfrågan på nålning varje dag. Men för närvarande matchar inte vår tekniska forsknings- och utvecklingsnivå och produktionskapacitet marknadens efterfrågan. Den främsta anledningen är att det finns få petroleumnålsfokuserade företag som faktiskt kan producera kvalitetsstandarder, och produktionskapaciteten är instabil. Även om relevant teknisk forskning och utveckling går framåt för närvarande, men vill möta kraven på hög- eller ultrahögeffektsgrafitelektroder, finns det ett stort gap, vilket leder till hinder i kvalitetskontrollen av petroleumnålsfokuserade produkter. För närvarande är marknaden för nålkoks uppdelad i petroleumnålkoks och kolnålkoks. Däremot är petroleumnålkoks något lägre än kolnålkoks, antingen vad gäller projektutvecklingskvantitet eller utvecklingsnivå, vilket också är en av de främsta anledningarna till att hindra den effektiva expansionen av kinesisk petroleumnålkoks. Men tillsammans med den kontinuerliga förbättringen av stålindustrins produktionstekniska nivå ökar efterfrågan på ultrahögeffektsgrafitelektroder inom stålproduktion och tillverkning. Detta belyser också att med den kontinuerliga förbättringen av vår industriella utvecklingsnivå och den accelererande industrialiseringsprocessen kommer efterfrågan på nålkoks att bli allt större.
(2) Analys av marknaden för rörliga priser på nålkoks
Med tanke på den nuvarande nivån av industriell utveckling och anpassningen av vår lands industristruktur och industriella innehåll har det visat sig att petroleumnålkoksning är mer lämplig för vårt land än kolnålkoksning, vilket ytterligare kommer att förvärra den inhemska situationen med obalans mellan utbud och efterfrågan på nålkoksning. För att lösa situationen med obalans mellan utbud och efterfrågan i petroleumsystemet kan vi endast förlita oss på import. Analysen av prisfluktuationerna för importerade produkter under senare år visar att priset på importerade petroleumnålkoksprodukter har stigit sedan 2014. Därför kommer petroleumnålkoks att bli en ny investeringshotspot i Kinas nålkoksindustri för den inhemska industrin, med ökande utbudsgap och stigande importpriser [2].
Fyra, vår oljenålsfokus forskning och utveckling och analys av svårigheter i produktionstekniken
(1) Analys av svårigheter med förbehandling av råmaterial
Genom analys av hela processen för produktion och tillverkning av petroleumnålkoks kan man se att petroleum är den huvudsakliga råvaran för förbehandling av råvaror. På grund av petroleumresursernas särdrag måste råolja brytas under jord. I vårt land använder vi olika katalysatorer för att bryta och bearbeta petroleumråolja, vilket leder till en viss mängd föroreningar i petroleumprodukterna. Denna förbehandlingsmetod kommer att ha negativa effekter på produktionen av petroleumnålkoks. Dessutom består petroleumets sammansättning mestadels av alifatiska kolväten, och innehållet av aromatiska kolväten är lågt, vilket beror på de befintliga petroleumresursernas egenskaper. Det bör noteras att produktionen av högkvalitativ petroleumnålkoks har strikta krav på råvaror, med en hög andel aromatiska kolväten. Man väljer låg svavelhalt, syrehalt, asfalten och annan petroleum som råvaror, vilket kräver att massfraktionen av svavel är mindre än 0,3 % och massfraktionen av asfalten är mindre än 1,0 %. Baserat på detektion och analys av den ursprungliga sammansättningen har det dock visat sig att den största delen av den råolja som bearbetas i vårt land tillhör råolja med hög svavelhalt, och det finns en brist på olja som är lämplig för produktion av nålkoks med hög halt aromatiska kolväten. Det är en stor teknisk svårighet att avlägsna föroreningar i oljan. Samtidigt behöver Jinzhou Petrochemical, som för närvarande är mer moget inom forskning och utveckling och tillverkning, råvaror som är lämpliga för produktion av nålorienterad koks i processen för produktion och bearbetning av petroleumnålorienterad koks. Bristen på råvaror och instabilitet i kvaliteten är en av de viktigaste faktorerna som begränsar kvalitetsstabiliteten hos nålorienterad koks [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. utformade och införde förbehandling av råvaror för produktionsenheten för petroleumnålkoks.
Samtidigt användes en mängd olika metoder för att avlägsna fasta partiklar. Förutom att välja tungolja lämplig för produktion av nålkoks, avlägsnades skadliga ämnen i råmaterialen före koksning.
(2) Analys av tekniska svårigheter i den fördröjda koksprocessen för nålkoks från petroleumnålar
Produktionen av nålkoks är relativt komplicerad, och det finns höga krav på kontroll av miljötemperaturförändringar och driftstryck i den specifika bearbetningsprocessen. Det är en av svårigheterna i koksprocessen för nålkoksproduktion huruvida tryck, tid och temperatur för koks verkligen kan kontrolleras vetenskapligt och rimligt, så att reaktionstiden kan uppfylla standardkraven. Samtidigt kan bättre optimering och justering av koksningsprocessparametrar och specifika driftsstandarder också spela en viktig roll i optimeringen och kvalitetsförbättringen av hela nålkoksproduktionen.
Huvudsyftet med att använda en uppvärmningsugn för temperaturförändring är att utföra standarddrift i enlighet med standarden i produktionsprocessen för nålkoks så att omgivningstemperaturen kan uppnå de erforderliga parametrarna. Faktum är att temperaturförändringsprocessen är att främja koksningsreaktionen, vilket kan utföras i en långsam och låg temperaturmiljö samtidigt som koksningsreaktionen fördröjs, för att uppnå aromatisk kondensation, säkerställa ett ordnat arrangemang av molekyler, för att säkerställa att de kan orienteras och stelna under tryckpåverkan och främja tillståndets stabilitet. Uppvärmningsugnen är en viktig operation i hela produktionsprocessen för nålkoks, och det finns vissa krav och standarder för de specifika temperaturintervallparametrarna, som inte får vara lägre än den nedre gränsen på 476 ℃ och inte får överstiga den övre gränsen på 500 ℃. Samtidigt bör det noteras att ugnar med variabel temperatur är en stor mängd utrustning och anläggning. Vi bör vara uppmärksamma på att varje nålkokstorn är enhetligt i kvaliteten: varje torn förändras under matningsprocessen på grund av temperatur, tryck, lufthastighet och andra faktorer, vilket gör att kokstornet efter koks blir ojämnt och av medel- och lägre kvalitet. Hur man effektivt löser problemet med nålkoksets enhetliga kvalitet är också ett av de problem som bör beaktas vid produktion av nålkoks.
5. Analys av den framtida utvecklingsriktningen för petroleumnålkoks
(a) Främja kontinuerlig förbättring av kvaliteten på nålkoks från inhemska petroleumsystem
Tekniken och marknaden för nålfokus har dominerats av USA och Japan. För närvarande finns det fortfarande vissa problem med den faktiska produktionen av nålkoks i Kina, såsom instabil kvalitet, låg koksstyrka och mycket pulverkoks. Även om den producerade nålkoksen har använts i stora mängder vid produktion av hög- och ultrahögeffektsgrafitelektroder, kan den inte användas i stora mängder vid produktion av ultrahögeffektsgrafitelektroder med stor diameter. Under senare år har vår forskning och utveckling av nålfokus inte upphört, och produktkvaliteten kommer att fortsätta att förbättras. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measure needle coke, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Oljeseriens nålkoksenheter har nått en skala på 40 000–50 000 ton/år och kan köras stabilt och ständigt förbättra kvaliteten.
(2) Den inhemska efterfrågan på nålkoks fortsätter att öka
Utvecklingen av järn- och stålindustrin kräver ett stort antal ultrahögeffektselektroder och högeffektselektroder. I detta sammanhang växer efterfrågan på nålkoks för produktion av ultrahögeffektselektroder och högeffektselektroder snabbt och uppskattas till cirka 250 000 ton per år. Produktionen av elektriskt ugnsstål i Kina är mindre än 10 %, och den genomsnittliga världsproduktionen av elektriskt ugnsstål har nått 30 %. Vårt stålskrot har nått 160 miljoner ton. Enligt den nuvarande situationen är utvecklingen av elektriskt ugnsstål oundviklig på lång sikt, och bristen på nålkoks kommer att bli oundviklig. Därför bör åtgärder vidtas för att öka råvarukällorna och förbättra tillverkningsmetoden för att möta produktionsbehoven.
(3) Den ökade marknadsefterfrågan främjar förbättringen av den inhemska FoU-tekniknivån.
Kvalitetsgapet och den ökade efterfrågan på nålkoks kräver en acceleration i utvecklingen av nålkoks. Under utvecklingen och produktionen av nålkoks har forskare blivit mer och mer medvetna om svårigheterna med produktionen av nålkoks, ökat forskningsinsatserna och byggt små och pilottestanläggningar för att erhålla experimentella data för att vägleda produktionen. Bearbetningstekniken för nålkoks förbättras ständigt för att möta den växande efterfrågan. Ur råvaru- och tillverkningsmetodperspektiv begränsar den globala oljebristen och den ökande svavelhalten utvecklingen av oljesystemnålkoks. Den nya industriella produktionsanläggningen för förbehandling av råvaror för oljeserienålkoks har byggts och tagits i drift i Shandong Yida New Material Co., LTD., och det utmärkta råmaterialet för oljeserienålkoks har producerats, vilket effektivt kommer att förbättra kvaliteten och produktionen av oljeserienålkoks.
Publiceringstid: 7 december 2022