ТАА, навукова-даследчы цэнтр інжынерных тэхналогій перапрацоўкі цяжкай нафты Cnooc (Ціндао)
Тэхналогія тэхнічнага абслугоўвання абсталявання, выпуск 32, 2021 г.
Рэзюмэ: Пастаяннае развіццё кітайскай навукі і тэхналогій спрыяла развіццю розных сектараў грамадства. Адначасова яно эфектыўна ўмацоўвае нашу эканамічную моц і агульную моц краіны. Як важная частка працэсу вытворчасці сталі, ігольчасты кокс у асноўным выкарыстоўваецца ў вытворчасці графітавых электродаў. Ён адыгрывае важную ролю ў вытворчасці літыевых акумулятараў, а таксама ў атамнай энергетыцы і авіяцыі. З развіццём навукі і тэхналогій пастаянна аптымізуецца і ўдасканальваецца тэхналогія вытворчасці сталі ў электрапечах, а адпаведныя стандарты і патрабаванні да ігольчастага коксу ў працэсе даследаванняў, распрацовак і вытворчасці пастаянна абнаўляюцца, каб адпавядаць патрабаванням развіцця грамадскай вытворчасці. З-за рознай сыравіны, якая выкарыстоўваецца ў вытворчым працэсе, ігольчасты кокс падзяляецца на нафтавы і вугальны. У залежнасці ад канкрэтных вынікаў прымянення можна заўважыць, што ігольчасты кокс нафтавага тыпу мае больш моцную хімічную актыўнасць, чым вугальны. У гэтай працы мы вывучаем бягучую сітуацыю на рынку ігольчатых нафтаперапрацоўчых прылад і праблемы ў працэсе даследаванняў і вытворчасці адпаведных тэхналогій, а таксама аналізуем цяжкасці ў распрацоўцы вытворчасці і звязаныя з гэтым тэхнічныя цяжкасці ігольчатых нафтаперапрацоўчых прылад.
I. Уводзіны
Ігольчасты кокс адыгрывае важную ролю ў вытворчасці графітавых электродаў. З улікам цяперашняй сітуацыі, замежныя развітыя краіны, такія як ЗША і Японія, раней пачалі даследаванні, распрацоўкі і вытворчасць ігольчастага коксу, і прымяненне адпаведных тэхналогій, як правіла, стала сталай стадыяй, і яны асвоілі асноўныя тэхналогіі вытворчасці нафтавага ігольчастага коксу. У параўнанні з гэтым, незалежныя даследаванні і вытворчасць ігольчастага коксу ў нафтавай прамысловасці пачаліся позна. Але з пастаянным развіццём нашай рынкавай эканомікі, садзейнічаннем усебаковаму пашырэнню розных галін прамысловасці, даследаванні і распрацоўкі ігольчастага коксу ў нафтавай прамысловасці зрабілі прарыў у апошнія гады, рэалізуючы прамысловую вытворчасць. Аднак усё яшчэ існуюць некаторыя разрывы ў якасці і эфектыўнасці выкарыстання ў параўнанні з імпартнай прадукцыяй. Таму неабходна ўдакладніць бягучы стан развіцця рынку і тэхнічныя цяжкасці ў нафтавай сістэме.
II. Уводзіны і аналіз прымянення тэхналогіі ігольчастага коксавання нафты
(1) Аналіз бягучага стану развіцця вытворчасці ігольчастага нафтавага коксу ў краіне і за мяжой
Тэхналогія ігольчастага коксавання нафты ўзнікла ў Злучаных Штатах у 1950-х гадах. Але наша краіна афіцыйна адкрыта
Даследаванні ў галіне тэхналогіі і вытворчасці нафтавага іголкавага коксу пачаліся ў пачатку 1980-х гадоў. Пры падтрымцы нацыянальнай палітыкі ў галіне тэхналагічных даследаванняў і распрацовак кітайскія навукова-даследчыя інстытуты пачалі праводзіць розныя выпрабаванні нафтавага іголкавага коксу і пастаянна вывучаць і даследаваць розныя метады выпрабаванняў. Акрамя таго, у 1990-х гадах наша краіна правяла шмат эксперыментальных даследаванняў па падрыхтоўцы іголкавага нафтавага коксу і падала заяўкі на адпаведную патэнтную тэхналогію. У апошнія гады пры падтрымцы адпаведнай нацыянальнай палітыкі многія айчынныя акадэміі навук і звязаныя з імі прадпрыемствы інвеставалі ў даследаванні і распрацоўкі і спрыялі развіццю вытворчасці і вытворчасці ў галіне. Узровень даследаванняў і распрацовак тэхналогіі нафтавага іголкавага коксу таксама пастаянна паляпшаецца. Асноўнай прычынай гэтай з'явы з'яўляецца вялікі ўнутраны попыт на нафтавы іголкавы кокс. Аднак айчынныя даследаванні, распрацоўкі і вытворчасць не могуць задаволіць попыт рынку, значная частка ўнутранага рынку занятая імпартнай прадукцыяй. Улічваючы бягучую сітуацыю ў галіне развіцця, нягледзячы на тое, што ўвага да даследаванняў і распрацовак у галіне тэхналогій, арыентаваных на нафтавыя іголкі, надаецца ўсё большай колькасці, з пункту гледжання ўзроўню тэхналагічных даследаванняў і распрацовак існуюць некаторыя цяжкасці, якія ствараюць перашкоды для адпаведных тэхналагічных даследаванняў і распрацовак, што прыводзіць да вялікага разрыву паміж нашай краінай і развітымі краінамі.
(2) Аналіз тэхнічнага прымянення айчынных прадпрыемстваў па вытворчасці ігольчастага нафтавага коксу
Зыходзячы з аналізу якасці айчыннай і замежнай прадукцыі і ўплыву яе прымянення, можна заўважыць, што розніца паміж імі ў якасці ігольчастага нафтавага коксу ў асноўным абумоўлена розніцай у двух паказчыках: каэфіцыенце цеплавога пашырэння і размеркаванні памераў часціц, што адлюстроўвае розніцу ў якасці прадукцыі [1]. Гэтая розніца ў якасці ў асноўным выклікана цяжкасцямі ў вытворчым працэсе. У спалучэнні са спецыфічным вытворчасцю і метадам вытворчасці ігольчастага нафтавага коксу, яго асноўная тэхналогія вытворчасці ў асноўным заключаецца ў папярэдняй апрацоўцы сыравіны. У цяперашні час толькі Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Аньшань) і Jinzhou Petrochemical рэалізавалі масавую вытворчасць. У адрозненне ад гэтага, сістэма вытворчасці ігольчастага нафтавага коксу Jinzhou Petrochemical Company адносна сталая, перапрацоўчыя магутнасці абсталявання пастаянна ўдасканальваюцца, а вырабленая прадукцыя можа дасягнуць сярэдняга і высокага ўзроўню на рынку, што дазваляе выкарыстоўваць яе для вытворчасці высокамагутных або звышмагутных сталеплавільных электродаў.
Iii. Аналіз айчыннага рынку ігольчастага нафтавага коксу
(1) З паскарэннем індустрыялізацыі попыт на ігольчасты кокс штодня расце.
Наша краіна з'яўляецца найбуйнейшай прамысловай вытворчай краінай у свеце, што ў асноўным вызначаецца тыпам нашай прамысловай структуры.
Вытворчасць жалеза і сталі таксама з'яўляецца адной з важных галін прамысловасці для садзейнічання развіццю нашай эканомікі. У сувязі з гэтым попыт на іголкавую апрацоўку расце з кожным днём. Але ў цяперашні час наш узровень тэхнічных даследаванняў і распрацовак, а таксама вытворчыя магутнасці не адпавядаюць попыту рынку. Асноўная прычына заключаецца ў тым, што існуе мала прадпрыемстваў, якія спецыялізуюцца на іголкавай апрацоўцы нафты і могуць рэальна вырабляць якасныя электроды, а вытворчыя магутнасці нестабільныя. Нягледзячы на тое, што ў цяперашні час адпаведныя тэхналагічныя даследаванні і распрацоўкі прасоўваюцца наперад, існуе вялікі разрыў у патрэбах высокамагутных або звышмагутных графітавых электродаў, што прыводзіць да перашкод у кантролі якасці прадукцыі, арыентаванай на іголкавую апрацоўку нафты. У цяперашні час рынак іголкавага коксу падзелены на нафтавы іголкавы кокс і вугальны іголкавы кокс. Наадварот, нафтавы іголкавы кокс крыху саступае вугальнаму як па аб'ёме распрацоўкі праектаў, так і па ўзроўні распрацоўкі, што таксама з'яўляецца адной з галоўных прычын, якія перашкаджаюць эфектыўнаму пашырэнню кітайскага іголкавага нафтавага коксу. Але разам з пастаянным удасканаленнем узроўню тэхналогій вытворчасці ў сталеліцейнай прамысловасці, попыт на графітавыя электроды звышмагутнай вытворчасці сталі і вытворчасць расце. Гэта таксама падкрэслівае, што з пастаянным паляпшэннем узроўню нашага прамысловага развіцця і паскарэннем працэсу індустрыялізацыі попыт на ігольчасты кокс будзе ўсё большым і большым.
(2) Аналіз плаваючай цаны на рынку ігольчастага коксу
Згодна з сучасным узроўнем прамысловага развіцця, карэкціроўкай прамысловай структуры і прамысловага ўтрымання нашай краіны, было ўстаноўлена, што нафтавая серыя ігольчастага каксавання больш падыходзіць для нашай краіны, чым вугальная серыя ігольчастага каксавання, што яшчэ больш пагоршыць унутраную сітуацыю з дысбалансам паміж попытам і прапановай на ігольчастае каксаванне. Для вырашэння сітуацыі дысбалансу паміж попытам і прапановай у нафтавай сістэме мы можам спадзявацца толькі на імпарт. З аналізу характарыстык ваганняў цэн на імпартную прадукцыю ў апошнія гады відаць, што кошт імпартнай нафтавай ігольчастай коксавай прадукцыі расце з 2014 года. Такім чынам, для айчыннай прамысловасці, з павелічэннем дэфіцыту паставак і ростам імпартных цэн, ігольчасты нафтавы кокс стане новай інвестыцыйнай кропкай у кітайскай ігольчастай коксавай прамысловасці [2].
Чатыры, наша нафтавая іголка сканцэнтравана на даследаваннях і распрацоўках, а таксама на аналізе цяжкасцей у тэхналогіях вытворчасці
(1) Аналіз цяжкасцей папярэдняй апрацоўкі сыравіны
Аналізуючы ўвесь працэс вытворчасці і вырабу нафтавага ігольчастага коксу, можна заўважыць, што для папярэдняй апрацоўкі сыравіны асноўнай сыравінай з'яўляецца нафта. З-за асаблівасцей нафтавых рэсурсаў сырую нафту трэба здабываць пад зямлёй, а ў нашай краіне ў працэсе здабычы і перапрацоўкі сырой нафты выкарыстоўваюцца розныя каталізатары, таму ў нафтапрадуктах будзе пэўная колькасць прымешак. Гэты метад папярэдняй апрацоўкі будзе мець негатыўныя наступствы для вытворчасці нафтавага ігольчастага коксу. Акрамя таго, сама нафта ў асноўным складаецца з аліфатычных вуглевадародаў, утрыманне араматычных вуглевадародаў нізкае, што абумоўлена характарыстыкамі існуючых нафтавых рэсурсаў. Варта адзначыць, што вытворчасць высакаякаснага нафтавага ігольчастага коксу мае строгія патрабаванні да сыравіны, з высокім утрыманнем араматычных вуглевадародаў, і ў якасці сыравіны выбіраецца нізкасерная, кіслародная, асфальтенавая і іншая нафта, патрабуючы, каб масавая доля серы была менш за 0,3%, а масовая доля асфальтена - менш за 1,0%. Аднак, на падставе выяўлення і аналізу зыходнага складу, было ўстаноўлена, што большая частка сырой нафты, якая перапрацоўваецца ў нашай краіне, адносіцца да сырой нафты з высокім утрыманнем серы, і адсутнасць нафты, прыдатнай для вытворчасці ігольчастага коксу з высокім утрыманнем араматычных вуглевадародаў, з'яўляецца вялікай тэхнічнай цяжкасцю. Тым часам Jinzhou Petrochemical, якая ў цяперашні час мае больш высокі ўзровень даследаванняў і распрацовак і вытворчасці, патрабуе сыравіны, прыдатнай для вытворчасці ігольчастага коксу ў працэсе вытворчасці і перапрацоўкі нафтавага ігольчастага коксу. Дэфіцыт сыравіны і нестабільнасць якасці з'яўляюцца аднымі з асноўных фактараў, якія абмяжоўваюць стабільнасць якасці ігольчастага коксу [3]. Кампанія Shandong Yida New Material Co., Ltd. распрацавала і ўкараніла папярэднюю апрацоўку сыравіны для вытворчасці ігольчастага коксу з нафтавага коксу.
Адначасова для выдалення цвёрдых часціц выкарыстоўваліся розныя метады. Акрамя выбару цяжкай нафты, прыдатнай для вытворчасці ігольчастага коксу, перад коксаваннем выдаляліся шкодныя рэчывы з сыравіны.
(2) Аналіз тэхнічных цяжкасцей у працэсе запаволенага каксавання нафтавага ігольчастага коксу
Вытворчая аперацыя па вытворчасці ігольчастага коксу з'яўляецца адносна складанай, і існуюць высокія патрабаванні да кантролю змяненняў тэмпературы навакольнага асяроддзя і працоўнага ціску ў канкрэтным працэсе апрацоўкі. Адной з цяжкасцей у працэсе каксавання вытворчасці ігольчастага коксу з'яўляецца тое, ці можна сапраўды навукова і разумна кантраляваць ціск, час і тэмпературу коксу, каб час рэакцыі адпавядаў стандартным патрабаванням. У той жа час, лепшая аптымізацыя і карэкціроўка параметраў працэсу каксавання і канкрэтных эксплуатацыйных стандартаў таксама могуць адыграць важную ролю ў аптымізацыі і паляпшэнні якасці ўсёй вытворчасці ігольчастага коксу.
Асноўная мэта выкарыстання награвальнай печы для змены тэмпературы - выкананне стандартнай аперацыі ў адпаведнасці са стандартам у працэсе вытворчасці ігольчастага коксу, каб тэмпература навакольнага асяроддзя магла дасягнуць неабходных параметраў. Фактычна, працэс змены тэмпературы прызначаны для стымулявання рэакцыі каксавання, якую можна праводзіць у павольным асяроддзі з нізкай тэмпературай, адначасова запавольваючы рэакцыю каксавання, каб дасягнуць кандэнсацыі араматычных рэчываў, забяспечыць упарадкаванае размяшчэнне малекул, гарантаваць іх арыентацыю і зацвярдзенне пад дзеяннем ціску, а таксама спрыяць стабільнасці стану. Награвальная печ з'яўляецца важнай аперацыяй ва ўсім працэсе вытворчасці ігольчастага нафтавага коксу, і існуюць пэўныя патрабаванні і стандарты да канкрэтных параметраў дыяпазону тэмператур, якія не могуць быць ніжэй за ніжнюю мяжу 476℃ і не могуць перавышаць верхнюю мяжу 500℃. Адначасова варта адзначыць, што печ са зменнай тэмпературай — гэта буйное абсталяванне, таму варта звярнуць увагу на аднастайнасць якасці кожнай вежы ігольчастага коксу: у працэсе падачы кожнай вежы тэмпература, ціск, хуткасць паветра і іншыя фактары змяняюцца, таму якасць коксу пасля атрымання коксу неаднастайная, сярэдняй і нізкай. Пры вытворчасці ігольчастага коксу таксама варта ўлічваць праблему аднастайнасці якасці ігольчастага коксу.
5. Аналіз будучага кірунку развіцця ігольчастага коксу з нафты
(a) Садзейнічаць пастаяннаму паляпшэнню якасці ігольчастага коксу айчыннай нафтавай сістэмы
Тэхналогіі і рынак ігольчастага коксу дамінуюць Злучаныя Штаты і Японія. У цяперашні час у Кітаі ўсё яшчэ існуюць некаторыя праблемы ў вытворчасці ігольчастага коксу, такія як нестабільная якасць, нізкая трываласць коксу і вялікая колькасць парашкападобнага коксу. Нягледзячы на тое, што выраблены ігольчасты кокс выкарыстоўваецца ў вытворчасці магутных і звышмагутных графітавых электродаў у вялікіх колькасцях, яго нельга выкарыстоўваць у вытворчасці звышмагутных графітавых электродаў вялікага дыяметра ў вялікіх колькасцях. У апошнія гады нашы даследаванні і распрацоўкі ў галіне ігольчастага коксу не спыняюцца, і якасць прадукцыі будзе працягваць паляпшацца. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measure igloce coke, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Ігольчастыя коксавыя ўстаноўкі серыі Oil дасягнулі магутнасці 40 000-50 000 тон у год і могуць працаваць стабільна, пастаянна паляпшаючы якасць.
(2) Унутраны попыт на нафтавы ігольчасты кокс працягвае расці
Развіццё чорнай металургіі патрабуе вялікай колькасці звышмагутных электродаў і электродаў высокай магутнасці. У гэтым кантэксце попыт на ігольчасты кокс для вытворчасці звышмагутных электродаў і электродаў высокай магутнасці хутка расце, ацэньваючыся прыкладна ў 250 000 тон у год. Вытворчасць электрапечавай сталі ў Кітаі складае менш за 10%, а сярэднесусветная вытворчасць электрапечавай сталі дасягнула 30%. Аб'ём сталёвага лому ў нас дасягнуў 160 мільёнаў тон. Згодна з бягучай сітуацыяй, у доўгатэрміновай перспектыве развіццё электрапечавай сталі непазбежнае, а таксама непазбежны дэфіцыт паставак ігольчастага коксу. Таму неабходна прыняць меры па павелічэнні крыніц сыравіны і ўдасканаленні метадаў вытворчасці для задавальнення патрэб вытворчасці.
(3) Пашырэнне рынкавага попыту спрыяе павышэнню ўзроўню айчынных тэхналогій даследаванняў і распрацовак
Разрыў у якасці і рост попыту на ігольчасты кокс патрабуюць паскарэння развіцця гэтай тэхналогіі. У працэсе распрацоўкі і вытворчасці ігольчастага коксу даследчыкі ўсё больш усведамляюць цяжкасці ў вытворчасці ігольчастага коксу, павялічваюць даследчыя намаганні і будуюць невялікія і пілотныя выпрабавальныя ўстаноўкі для атрымання эксперыментальных дадзеных для кіравання вытворчасцю. Тэхналогія перапрацоўкі ігольчастага коксу пастаянна ўдасканальваецца, каб задаволіць расце попыт. З пункту гледжання сыравіны і метадаў вытворчасці, сусветны дэфіцыт нафты і ўзрастаючае ўтрыманне серы абмяжоўваюць развіццё ігольчастага коксу нафтавай сістэмы. Новая прамысловая ўстаноўка па папярэдняй апрацоўцы сыравіны для ігольчастага коксу нафтавай серыі была пабудавана і ўведзена ў эксплуатацыю ў кампаніі Shandong Yida New Material Co., LTD., і была атрымана выдатная сыравіна для ігольчастага коксу нафтавай серыі, што дазволіць эфектыўна палепшыць якасць і аб'ём вытворчасці ігольчастага коксу нафтавай серыі.
Час публікацыі: 07 снежня 2022 г.