Centre de Recerca en Tecnologia d'Enginyeria de Processament de Petroli Pesant Cnooc (Qingdao) Co., LTD
Tecnologia de manteniment d'equips, número 32, 2021
Resum: El desenvolupament continu de la ciència i la tecnologia xineses ha promogut el desenvolupament de diversos sectors de la societat. Al mateix temps, també ha millorat eficaçment la nostra força econòmica i la força nacional en general. Com a part important del procés de fabricació d'acer en circuit, el coc d'agulla s'utilitza principalment en la producció d'elèctrodes de grafit. Té un paper important en la producció de productes de bateries de liti, així com en la indústria de l'energia nuclear i els camps de l'aviació. Amb la promoció dels antecedents de la ciència i la tecnologia, s'ha promogut l'optimització i la millora contínues de la tecnologia de fabricació d'acer de forns elèctrics, i els estàndards i requisits corresponents del coc d'agulla en el procés de recerca, desenvolupament i producció s'han actualitzat constantment, per tal de complir amb els requisits del desenvolupament de la producció social. A causa de les diferents matèries primeres utilitzades en el procés de producció, el coc d'agulla es divideix en sèries de petroli i sèries de carbó. Segons els resultats específics de l'aplicació, es pot veure que el coc d'agulla de la sèrie del petroli té una activitat química més forta que la sèrie del carbó. En aquest article, estudiem la situació actual del mercat dels focus d'agulles de petroli i els problemes en el procés de recerca i producció de la tecnologia rellevant, i analitzem les dificultats en el desenvolupament de la producció i les dificultats tècniques relacionades amb els focus d'agulles de petroli.
I. Introducció
El coc d'agulla juga un paper important en la producció d'elèctrodes de grafit. A partir de la situació de desenvolupament actual, països desenvolupats estrangers com els Estats Units i el Japó van començar abans en la investigació, el desenvolupament i la producció de coc d'agulla, i l'aplicació de tecnologies rellevants ha tendit a ser madura, i han dominat la tecnologia bàsica de fabricació de coc d'agulla de petroli. En comparació, la investigació i la producció independent de l'agulla en el focus del petroli comencen tard. Però amb el desenvolupament continu de la nostra economia de mercat, promovent l'expansió integral de diversos camps de la indústria, la investigació i el desenvolupament de l'agulla en el focus del petroli ha fet grans avenços en els darrers anys, aconseguint la producció industrial. Tanmateix, encara hi ha algunes llacunes en la qualitat i l'efecte d'ús en comparació amb els productes importats. Per tant, cal aclarir l'estat actual de desenvolupament del mercat i les dificultats tècniques del sistema petrolier.
Ii. Introducció i anàlisi de l'aplicació de la tecnologia de coc d'agulles de petroli
(1) Anàlisi de l'estat actual del desenvolupament del coc d'agulles de petroli al país i a l'estranger
La tecnologia del coc d'agulles de petroli es va originar als Estats Units a la dècada del 1950. Però el nostre país està oficialment obert
La investigació sobre la tecnologia i la fabricació de coc d'agulles de petroli va començar a principis dels anys vuitanta. Sota el suport de la política nacional d'investigació i desenvolupament tecnològic, els instituts de recerca xinesos van començar a dur a terme diverses proves sobre el coc d'agulles de petroli i a explorar i investigar constantment una varietat de mètodes de prova. A més, a la dècada de 1990, el nostre país ha completat molta investigació experimental sobre la preparació del sistema de petroli centrat en agulles i ha sol·licitat la tecnologia de patent pertinent. En els darrers anys, amb el suport de les polítiques nacionals pertinents, moltes Acadèmies de Ciències nacionals i empreses relacionades han invertit en investigació i desenvolupament i han promogut el desenvolupament de la producció i la fabricació dins de la indústria. El nivell d'investigació i desenvolupament de la tecnologia de coc d'agulles de petroli també està millorant contínuament. La raó principal d'aquest fenomen és que hi ha una gran demanda interna de coc d'agulles de petroli. Tanmateix, la investigació, el desenvolupament i la fabricació nacionals no poden satisfer la demanda del mercat, una gran part del mercat nacional està ocupat per productes importats. Atesa la situació de desenvolupament actual, tot i que l'atenció i el focus actuals en la investigació, el desenvolupament i la fabricació de tecnologies centrades en les agulles de petroli està augmentant, pel que fa al nivell d'investigació i desenvolupament tecnològic, hi ha algunes dificultats que obstaculitzen la investigació i el desenvolupament tecnològic pertinents, cosa que condueix a una gran bretxa entre el nostre país i els països desenvolupats.
(2) Anàlisi d'aplicacions tècniques de les empreses nacionals de coc de petroli amb agulles
A partir de l'anàlisi de la qualitat dels productes nacionals i estrangers i l'efecte de l'aplicació, es pot veure que la diferència entre ells en la qualitat del coc d'agulles de petroli es deu principalment a la diferència en els dos índexs de coeficient d'expansió tèrmica i distribució de la mida de les partícules, cosa que reflecteix la diferència en la qualitat del producte [1]. Aquesta bretxa de qualitat es deu principalment a les dificultats de producció en el procés de fabricació. Combinat amb el procés de producció específic i el contingut del mètode del coc d'agulles de petroli, la seva tecnologia de producció principal es centra principalment en el nivell de pretractament de les matèries primeres. Actualment, només Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) i Jinzhou Petrochemical han aconseguit una producció en massa. En canvi, el sistema de producció i fabricació de coc d'agulles de petroli de Jinzhou Petrochemical Company és relativament madur, la capacitat de processament del dispositiu es millora contínuament i els productes relacionats produïts poden assolir el nivell mitjà i alt del mercat, cosa que es pot utilitzar per a elèctrodes de fabricació d'acer d'alta o ultra alta potència.
Iii. Anàlisi del mercat nacional de coc de petroli d'agulles
(1) Amb l'acceleració de la industrialització, la demanda de coc d'agulla augmenta diàriament.
El nostre país és el país amb més producció industrial del món, cosa que depèn principalment del nostre model d'estructura industrial.
La producció de ferro i acer també és una de les indústries importants per promoure el desenvolupament de la nostra economia. En aquest context, la demanda de punxades augmenta cada dia. Però actualment, el nostre nivell de recerca i desenvolupament tècnic i la capacitat de producció no coincideixen amb la demanda del mercat. La raó principal és que hi ha poques empreses centrades en agulles de petroli que realment puguin produir estàndards de qualitat, i la capacitat de producció és inestable. Tot i que el treball de recerca i desenvolupament tecnològic rellevant està avançant actualment, però volem complir amb l'elèctrode de grafit d'alta o ultra alta potència i hi ha una gran bretxa, que condueix a obstacles en el control de qualitat dels productes centrats en agulles de petroli. Actualment, el mercat del coc mesurat per agulles es divideix en coc mesurat per agulles de petroli i coc mesurat per agulles de carbó. En canvi, el coc mesurat per agulles de petroli és lleugerament inferior al coc mesurat per agulles de carbó, ja sigui en quantitat de desenvolupament de projectes o en nivell de desenvolupament, que també és una de les principals raons per dificultar l'expansió efectiva del coc mesurat per agulles de petroli xinès. Però juntament amb la millora contínua del nivell de tecnologia de producció de la indústria siderúrgica, la producció d'acer i la demanda de fabricació d'elèctrodes de grafit d'ultra alta potència està augmentant. Això també destaca que amb la millora contínua del nostre nivell de desenvolupament industrial i l'acceleració del procés d'industrialització, la demanda de coc d'agulla serà cada cop més gran.
(2) Anàlisi del preu flotant del mercat de coc d'agulla
Segons el nivell actual de desenvolupament industrial i l'ajust de l'estructura i el contingut industrial del nostre país, es constata que la sèrie de cocció d'agulles de petroli és més adequada per al nostre país que la sèrie de cocció d'agulles de carbó, cosa que agreujarà encara més la situació interna de desequilibri entre l'oferta i la demanda de cocció d'agulles. Per resoldre la situació de desequilibri entre l'oferta i la demanda del sistema petrolier, només podem confiar en les importacions. A partir de l'anàlisi de les característiques de fluctuació de preus dels productes importats en els darrers anys, es pot veure que el preu dels productes de cocció d'agulles de petroli importats ha anat a l'alça des del 2014. Per tant, per a la indústria nacional, amb l'augment de la bretxa de l'oferta i l'augment del preu de les importacions, el cocció d'agulles de petroli es convertirà en un nou punt calent d'inversió en la indústria del cocció d'agulles de la Xina [2].
Quart, la nostra agulla de petroli se centra en la investigació i el desenvolupament i l'anàlisi de les dificultats de la tecnologia de producció
(1) Anàlisi de les dificultats de pretractament de matèries primeres
Mitjançant l'anàlisi de tot el procés de producció i fabricació de coc d'agulles de petroli, es pot veure que, per al pretractament de matèries primeres, el petroli és la principal matèria primera. A causa de la particularitat dels recursos petroliers, el petroli cru s'ha d'extreure sota terra, i el petroli cru al nostre país utilitzarà diversos catalitzadors en el procés de mineria i processament, de manera que hi haurà una certa quantitat d'impureses en els productes petroliers. Aquest mètode de pretractament tindrà efectes adversos en la producció de coc d'agulles de petroli. A més, la composició del petroli en si és majoritàriament hidrocarbur alifàtic, el contingut d'hidrocarburs aromàtics és baix, cosa que es deu a les característiques dels recursos petroliers existents. Cal tenir en compte que la producció de coc d'agulles de petroli d'alta qualitat té requisits estrictes per a les matèries primeres, amb una alta proporció de contingut d'hidrocarburs aromàtics, i tria baix contingut de sofre, oxigen, asfalten i altres petrolis com a matèries primeres, requerint que la fracció màssica de sofre sigui inferior al 0,3% i la fracció màssica d'asfalten sigui inferior a l'1,0%. Tanmateix, basant-nos en la detecció i l'anàlisi de la composició original, es constata que la major part del petroli cru processat al nostre país pertany al petroli cru amb alt contingut de sofre, i la manca de petroli adequat per a la producció de coc d'agulla amb un alt contingut d'hidrocarburs aromàtics. Eliminar les impureses del petroli és una gran dificultat tècnica. Mentrestant, Jinzhou Petrochemical, que actualment és més madura en R+D i fabricació, requereix les matèries primeres adequades per a la producció de coc orientat en agulla en el procés de producció i processament de coc orientat en agulla de petroli. L'escassetat de matèries primeres i la inestabilitat de la qualitat són un dels principals factors que restringeixen l'estabilitat de la qualitat del coc orientat en agulla [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. va dissenyar i adoptar el pretractament de matèries primeres per a la unitat de producció de coc d'agulla de petroli.
Al mateix temps, es van adoptar diversos mètodes per eliminar les partícules sòlides. A més de seleccionar petroli pesant adequat per a la producció de coc d'agulla, es van eliminar les substàncies nocives de les matèries primeres abans de la cocificació.
(2) Anàlisi de les dificultats tècniques en el procés de cocció retardada del coc d'agulles de petroli
L'operació de producció de coc d'agulla és relativament complicada i hi ha uns requisits elevats pel que fa al control dels canvis de temperatura ambiental i la pressió de funcionament en el procés de processament específic. Una de les dificultats en el procés de cocificació de coc d'agulla és si la pressió, el temps i la temperatura del coc es poden controlar realment de manera científica i raonable, de manera que el temps de reacció pugui complir els requisits estàndard. Al mateix temps, una millor optimització i ajust dels paràmetres del procés de cocificació i els estàndards operatius específics també poden tenir un paper important en l'optimització i la millora de la qualitat de tota la producció de coc d'agulla.
L'objectiu principal d'utilitzar un forn d'escalfament per a l'operació de canvi de temperatura és dur a terme una operació estàndard d'acord amb l'estàndard en el procés de producció de coc d'agulla, de manera que la temperatura ambient pugui assolir els paràmetres requerits. De fet, el procés de canvi de temperatura és promoure que la reacció de coc es pugui dur a terme en un entorn lent i de baixa temperatura mentre es retarda la reacció de coc, per tal d'aconseguir una condensació aromàtica, assegurar la disposició ordenada de les molècules, garantir que es puguin orientar i solidificar sota l'acció de la pressió i promoure l'estabilitat de l'estat. El forn d'escalfament és una operació essencial en tot el procés de producció de coc d'agulla de petroli, i hi ha certs requisits i estàndards per als paràmetres específics del rang de temperatura, que no poden ser inferiors al límit inferior de 476 ℃ ni superar el límit superior de 500 ℃. Al mateix temps, també cal tenir en compte que el forn de temperatura variable és un equip i unes instal·lacions grans, i cal parar atenció a la uniformitat de la qualitat de cada torre de coc d'agulla: cada torre en el procés d'alimentació, a causa de la temperatura, la pressió, la velocitat de l'aire i altres factors, canvia, de manera que la torre de coc després del coc és desigual, de qualitat mitjana i inferior. Com resoldre eficaçment el problema de la uniformitat de la qualitat del coc d'agulla és també un dels problemes que s'han de tenir en compte en la producció de coc d'agulla.
5. Anàlisi de la direcció de desenvolupament futur del coc d'agulles de petroli
(a) Promoure la millora contínua de la qualitat del coc d'agulla del sistema petrolier nacional
La tecnologia i el mercat de l'enfocament d'agulles han estat dominats pels Estats Units i el Japó. Actualment, en la producció real de coc d'agulles a la Xina, encara hi ha alguns problemes, com ara una qualitat inestable, una baixa resistència del coc i un excés de coc en pols. Tot i que el coc d'agulles produït s'ha utilitzat en la producció d'elèctrodes de grafit d'alta i ultra alta potència en grans quantitats, no es pot utilitzar en la producció d'elèctrodes de grafit de gran diàmetre i ultra alta potència en grans quantitats. En els darrers anys, la nostra investigació i desenvolupament d'enfocament d'agulles no s'ha aturat i la qualitat del producte continuarà millorant. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measure coke d'agulles, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Les unitats de coc d'agulles de la sèrie Oil han arribat a una escala de 40.000-50.000 tones/any i poden funcionar de manera estable, millorant constantment la qualitat.
(2) La demanda interna de coc d'agulles de petroli continua creixent
El desenvolupament de la indústria siderúrgica requereix un gran nombre d'elèctrodes d'ultra alta potència i d'alta potència. En aquest context, la demanda de coc d'agulla per a la producció d'elèctrodes d'ultra alta potència i d'alta potència està creixent ràpidament, estimada en unes 250.000 tones anuals. La producció d'acer per a forns elèctrics a la Xina és inferior al 10%, i la producció mitjana mundial d'acer per a forns elèctrics ha arribat al 30%. La nostra ferralla d'acer ha arribat als 160 milions de tones. Segons la situació actual a llarg termini, el desenvolupament de l'acer per a forns elèctrics és inevitable, l'escassetat de subministrament de coc d'agulla serà inevitable. Per tant, s'han de prendre mesures per augmentar la font de matèries primeres i millorar el mètode de fabricació per satisfer les necessitats de la producció.
(3) L'expansió de la demanda del mercat promou la millora del nivell tecnològic nacional d'R+D
La diferència de qualitat i l'augment de la demanda del coc d'agulla requereixen una acceleració en el seu desenvolupament. Durant el desenvolupament i la producció del coc d'agulla, els investigadors han pres cada cop més consciència de les dificultats en la producció d'aquest producte, augmentant els esforços de recerca i construint petites instal·lacions de proves pilot per obtenir dades experimentals que guiïn la producció. La tecnologia de processament del coc d'agulla es millora constantment per satisfer la creixent demanda. Des de la perspectiva de les matèries primeres i els mètodes de fabricació, l'escassetat mundial de petroli i el contingut creixent de sofre restringeixen el desenvolupament del coc d'agulla per a sistemes petroliers. S'ha construït i posat en funcionament la nova instal·lació de producció industrial de pretractament de matèries primeres de coc d'agulla de sèries petrolieres a Shandong Yida New Material Co., LTD., i s'ha produït l'excel·lent matèria primera del coc d'agulla de sèries petrolieres, que millorarà eficaçment la qualitat i la producció del coc d'agulla de sèries petrolieres.
Data de publicació: 07-12-2022