Cnooc (Qingdao) Rannsóknarmiðstöð fyrir verkfræðitækni í þungolíuvinnslu Co., LTD
Tækniviðhald búnaðar, 32. tölublað, 2021
Ágrip: Stöðug þróun kínverskrar vísinda og tækni hefur stuðlað að þróun ýmissa geira samfélagsins. Á sama tíma hefur hún einnig aukið efnahagslegan styrk okkar og almennan styrk þjóðarinnar á áhrifaríkan hátt. Sem mikilvægur hluti af framleiðsluferlinu á stálhringrásum er nálkók aðallega notað í framleiðslu á grafít rafskautum. Það gegnir mikilvægu hlutverki í framleiðslu á litíum rafhlöðum, sem og í kjarnorkuiðnaði og flugi. Með eflingu bakgrunns vísinda og tækni hefur stöðug hagræðing og umbætur á tækni rafmagnsofna í stálframleiðslu verið efld og samsvarandi staðlar og kröfur um nálkók í rannsóknum, þróun og framleiðsluferli hafa verið uppfærðar stöðugt til að uppfylla kröfur um þróun samfélagsframleiðslu. Vegna mismunandi hráefna sem notuð eru í framleiðsluferlinu er nálkóki skipt í jarðolíu og kol. Samkvæmt niðurstöðum sértækra notkunar má sjá að jarðolíu nálkók hefur sterkari efnafræðilega virkni en kol. Í þessari grein skoðum við núverandi stöðu markaðarins fyrir jarðolíunálar og vandamálin í rannsóknar- og framleiðsluferli viðeigandi tækni, og greinum erfiðleika í framleiðsluþróun og tengda tæknilega erfiðleika tengda jarðolíunálar.
I. Inngangur
Nálarkók gegnir mikilvægu hlutverki í framleiðslu á grafít rafskautum. Frá núverandi þróunarstöðu hafa erlend þróuð lönd eins og Bandaríkin og Japan byrjað fyrr í rannsóknum, þróun og framleiðslu á nálarkóki og notkun viðeigandi tækni hefur tilhneigingu til að vera þroskuð og þau hafa náð tökum á kjarna framleiðslutækni jarðolíu nálarkóks. Til samanburðar byrjar sjálfstæð rannsókn og framleiðsla á nálarkóki í olíuiðnaði seint. En með sífelldri þróun markaðshagkerfisins og alhliða útbreiðslu ýmissa iðnaðarsviða hefur rannsókn og þróun á nálarkóki í olíuiðnaði náð byltingarkenndum árangri á undanförnum árum og leitt til iðnaðarframleiðslu. Hins vegar eru enn nokkur gæða- og notkunargalla samanborið við innfluttar vörur. Þess vegna er nauðsynlegt að gera grein fyrir núverandi markaðsþróunarstöðu og tæknilegum erfiðleikum í jarðolíukerfinu.
Ii. Inngangur og greining á notkun nálarkóksatækni
(1) Greining á núverandi þróunarstöðu jarðolíunálakóks heima og erlendis
Tækni til að framleiða nálarkók úr jarðolíu á rætur sínar að rekja til Bandaríkjanna á sjötta áratug síðustu aldar. En landið okkar er opinberlega opið.
Rannsóknir á tækni og framleiðslu á nálarkóksi hófust snemma á níunda áratugnum. Með stuðningi innlendrar stefnu um tæknirannsóknir og þróun hófu kínverskar rannsóknarstofnanir að framkvæma ýmsar prófanir á nálarkóksi og kanna og rannsaka stöðugt fjölbreyttar prófunaraðferðir. Þar að auki, á tíunda áratugnum, lauk landið okkar miklum tilraunarannsóknum á undirbúningi nálarmiðaðs jarðolíukerfis og sótti um einkaleyfi á viðeigandi tækni. Á undanförnum árum, með stuðningi viðeigandi innlendrar stefnu, hafa margar innlendar vísindaakademíur og tengd fyrirtæki fjárfest í rannsóknum og þróun og stuðlað að þróun framleiðslu og framleiðslu innan greinarinnar. Rannsóknar- og þróunarstig nálarkókstækni er einnig stöðugt að batna. Helsta ástæðan fyrir þessu fyrirbæri er mikil innlend eftirspurn eftir nálarkóksi. Hins vegar geta innlendar rannsóknir, þróun og framleiðsla ekki fullnægt eftirspurn markaðarins og stór hluti innlenda markaðarins er upptekinn af innfluttum vörum. Í ljósi núverandi þróunarástands, þó að núverandi áhersla og athygli á rannsóknum, þróun og framleiðslu á tækni sem beinist að olíunálum sé að aukast, hvað varðar stig tæknirannsókna og þróunar, þá eru nokkrir erfiðleikar sem skapa hindranir í viðkomandi tæknirannsóknum og þróun, sem leiðir til mikils bils milli lands okkar og þróaðra landa.
(2) Tæknileg notkunargreining á innlendum jarðolíunálakókfyrirtækjum
Byggt á greiningu á gæðum innlendra og erlendra vara og áhrifum notkunar má sjá að munurinn á gæðum jarðolíunálakóksins stafar aðallega af mismuninum á tveimur vísbendingum um varmaþenslustuðul og agnastærðardreifingu, sem endurspeglar muninn á gæðum vörunnar [1]. Þessi gæðamunur stafar aðallega af framleiðsluerfiðleikum í framleiðsluferlinu. Í bland við sértækt framleiðsluferli og aðferðainnihald jarðolíunálakóksins er kjarnaframleiðslutækni þess aðallega á forvinnslustigi hráefna. Eins og er hafa aðeins Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) og Jinzhou Petrochemical náð fjöldaframleiðslu. Aftur á móti er framleiðslu- og framleiðslukerfi Jinzhou Petrochemical Company fyrir jarðolíunálakók tiltölulega þroskað, vinnslugeta tækisins er stöðugt bætt og tengdar vörur sem framleiddar eru geta náð miðlungs- og hámarksstigi á markaðnum, sem hægt er að nota fyrir rafskaut fyrir stálframleiðslu með mikilli eða ofurmikilli afköstum.
III. Greining á innlendum markaði fyrir nálarkók
(1) Með hraðari iðnvæðingu eykst eftirspurn eftir nálakóki dag frá degi.
Landið okkar er stærsta iðnaðarframleiðsluland í heimi, sem ræðst aðallega af iðnaðaruppbyggingu okkar.
Járn- og stálframleiðsla er einnig ein mikilvægasta atvinnugreinin til að efla þróun hagkerfisins. Í ljósi þessa eykst eftirspurn eftir nálgun dag frá degi. En eins og er er tæknilegt rannsóknar- og þróunarstig okkar og framleiðslugeta ekki í samræmi við eftirspurn markaðarins. Helsta ástæðan er sú að fá fyrirtæki sem einbeita sér að jarðolíunálum geta í raun framleitt gæðastaðla og framleiðslugetan er óstöðug. Þó að viðeigandi tæknirannsóknir og þróun séu í gangi eins og er, þá er mikill munur á því að uppfylla kröfur um háafls- eða ofuraflsgrafít, sem leiðir til hindrana í gæðaeftirliti á vörum sem einbeita sér að jarðolíunálum. Eins og er skiptist markaðurinn fyrir nálmælt kók í jarðolíunálmælt kók og kolanálmælt kók. Aftur á móti er jarðolíunálmælt kók örlítið lægra en kolanálmælt kók, hvort sem er hvað varðar þróunarmagn eða þróunarstig, sem er einnig ein helsta ástæðan fyrir því að hindra virka vöxt kínversks jarðolíunálmælt kóks. En ásamt stöðugum framförum á framleiðslutækni stáliðnaðarins eykst eftirspurn eftir ofuraflsgrafít í stálframleiðslu og framleiðslu. Þetta undirstrikar einnig að með stöðugum umbótum á iðnaðarþróunarstigi okkar og hröðun iðnvæðingarferlisins mun eftirspurn eftir nálarkóksi aukast.
(2) Greining á fljótandi verði á markaði með nálakóki
Samkvæmt núverandi stigi iðnaðarþróunar og aðlögunar á iðnaðaruppbyggingu og iðnaðarinnihaldi landsins hefur komið í ljós að nálarkók með jarðolíu hentar betur en nálarkók með kolum, sem mun enn frekar auka ójafnvægið á milli framboðs og eftirspurnar eftir nálarkók. Til að leysa ójafnvægið á milli framboðs og eftirspurnar í olíukerfinu getum við aðeins treyst á innflutning. Af greiningu á verðsveiflum innfluttra vara á undanförnum árum má sjá að verð á innfluttum nálarkók hefur verið að hækka frá árinu 2014. Því mun nálarkók með jarðolíu verða nýr fjárfestingarstaður í kínverskum nálarkóksiðnaði fyrir innlenda iðnaðinn, með vaxandi framboðsbili og hækkandi innflutningsverði [2].
Í fjórða lagi, rannsóknir og þróun og greining á erfiðleikum í framleiðslutækni eru áhersla okkar á olíunál.
(1) Greining á erfiðleikum við forvinnslu hráefnis
Með því að greina allt framleiðsluferlið á jarðolíunálakóksi má sjá að við forvinnslu hráefna er jarðolía aðalhráefnið. Vegna sérstakrar olíuauðlinda þarf að grafa hráolíu neðanjarðar og jarðolía í okkar landi notar ýmsa hvata í námuvinnslu og vinnslu, þannig að ákveðið magn óhreininda verður í olíuafurðum. Þessi forvinnsluaðferð mun hafa neikvæð áhrif á framleiðslu á jarðolíunálakóksi. Að auki er samsetning jarðolíunnar að mestu leyti alifatísk kolvetni og innihald arómatískra kolvetna er lágt, sem stafar af eiginleikum núverandi jarðolíuauðlinda. Það skal tekið fram að framleiðsla á hágæða jarðolíunálakóksi hefur strangar kröfur um hráefni, með hátt hlutfall arómatískra kolvetna og lágt brennisteins-, súrefnis-, asfalten- og annarra jarðefna sem hráefni, sem krefst þess að massahlutfall brennisteins sé minna en 0,3% og massahlutfall asfaltens sé minna en 1,0%. Hins vegar, byggt á uppgötvun og greiningu á upprunalegu samsetningunni, kemur í ljós að megnið af hráolíunni sem unnin er í okkar landi er brennisteinsrík hráolía og skortur er á olíu sem hentar til framleiðslu á nálarkoksi með hátt innihald arómatískra vetniskolefna. Það er mikill tæknilegur vandi að fjarlægja óhreinindi úr olíunni. Á sama tíma þarf Jinzhou Petrochemical, sem er þróaðra í rannsóknum og þróun og framleiðslu um þessar mundir, hráefni sem henta til framleiðslu á nálarkoksi í framleiðslu- og vinnsluferli á jarðolíunálakoksi. Skortur á hráefnum og óstöðugleiki í gæðum eru einn af helstu þáttunum sem takmarka stöðugleika gæða nálarkoks [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. hannaði og innleiddi forvinnslu hráefna fyrir framleiðslueiningu jarðolíunálakoks.
Á sama tíma voru ýmsar aðferðir notaðar til að fjarlægja fast efni. Auk þess að velja þungolíu sem hentar til framleiðslu á nálakóxi voru skaðleg efni úr hráefnunum fjarlægð fyrir kóksframleiðslu.
(2) Greining á tæknilegum erfiðleikum í seinkuðu kókunarferli jarðolíunálakóks
Framleiðsluferli nálarkoks er tiltölulega flókið og miklar kröfur eru gerðar um stjórnun á umhverfishitabreytingum og rekstrarþrýstingi í tilteknu vinnsluferli. Einn af erfiðleikunum í kókunarferlinu við nálarkoksframleiðslu er hvort hægt sé að stjórna þrýstingi, tíma og hitastigi kóksins á vísindalegan og sanngjarnan hátt, þannig að viðbragðstíminn geti uppfyllt staðlaðar kröfur. Á sama tíma getur betri hagræðing og aðlögun á kókunarferlisbreytum og tilteknum rekstrarstöðlum einnig gegnt mikilvægu hlutverki í hagræðingu og gæðabótum á allri nálarkoksframleiðslu.
Megintilgangur þess að nota hitaofn til að breyta hitastigi er að framkvæma staðlaða notkun í samræmi við staðalinn í framleiðsluferli nálarkóks svo að umhverfishitastigið nái tilskildum breytum. Reyndar er hitastigsbreytingarferlið til að stuðla að kókunarviðbrögðum, sem hægt er að framkvæma í hægu og lágu hitastigi og seinka kókunarviðbrögðunum, til að ná fram arómatískri þéttingu, tryggja skipulega uppröðun sameindanna, tryggja að þær geti stefnt og storknað undir áhrifum þrýstings og stuðla að stöðugleika ástandsins. Hitunarofninn er nauðsynleg aðgerð í öllu framleiðsluferli nálarkóks og það eru ákveðnar kröfur og staðlar fyrir tiltekna hitastigsbreytur, sem mega ekki vera lægri en neðri mörk 476℃ og mega ekki fara yfir efri mörk 500℃. Á sama tíma skal einnig tekið fram að breytihitaofninn er stór búnaður og aðstaða, og við ættum að huga að einsleitni gæða hvers nálarkóksturns: í hverjum turni í fóðrunarferlinu breytast hitastig, þrýstingur, lofthraði og aðrir þættir, þannig að kóksturninn eftir kók er ójafn, miðlungs og lægri gæði. Hvernig á að leysa á áhrifaríkan hátt vandamálið með einsleitni gæða nálarkóks er einnig eitt af vandamálunum sem ætti að hafa í huga við framleiðslu á nálarkóki.
5. Greining á framtíðarþróunarstefnu jarðolíunálakóks
(a) Stuðla að stöðugum umbótum á gæðum nálarkóksa í innlendum jarðolíukerfum
Tækni og markaður nálarfókuseraðrar málmgrýtis hefur verið ráðandi í Bandaríkjunum og Japan. Eins og er, í raunverulegri framleiðslu á nálarkóki í Kína, eru enn nokkur vandamál, svo sem óstöðug gæði, lágur kókstyrkur og mikið duftkók. Þó að framleitt nálarkók hafi verið notað í framleiðslu á öflugum og afar öflugum grafít rafskautum í miklu magni, er það ekki hægt að nota það í framleiðslu á stórum, afar öflugum grafít rafskautum í miklu magni. Á undanförnum árum hefur rannsóknum og þróun okkar á nálarfókuseruðu málmgrýti ekki verið hætt og gæði vörunnar munu halda áfram að batna. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal mælikók, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Nálarkókseiningar í olíuflokki hafa náð 40.000-50.000 tonnum/ári og geta gengið stöðugt og stöðugt bætt gæði.
(2) Innlend eftirspurn eftir jarðolíunálakóksi heldur áfram að aukast
Þróun járn- og stáliðnaðarins krefst mikils fjölda afl-háaflsrafskauta og afl-háaflsrafskauta. Í þessu samhengi er eftirspurn eftir nálarkóksi fyrir framleiðslu á afl-háaflsrafskautum og afl-háaflsrafskautum ört vaxandi og er áætluð um 250.000 tonn á ári. Framleiðsla rafmagnsofnastáls í Kína er minni en 10% og meðalframleiðsla rafmagnsofnastáls í heiminum hefur náð 30%. Stálskrot okkar hefur náð 160 milljónum tonna. Samkvæmt núverandi aðstæðum til langs tíma litið er þróun rafmagnsofnastáls óhjákvæmileg og skortur á nálarkóksi verður óhjákvæmilegur. Því ætti að grípa til aðgerða til að auka framboð hráefna og bæta framleiðsluaðferðir til að mæta framleiðsluþörfum.
(3) Aukin eftirspurn á markaði stuðlar að bættum tæknistigi innanlands í rannsóknum og þróun.
Gæðamunur og aukin eftirspurn eftir nálarkoksi krefjast hraðari þróunar nálarkoks. Við þróun og framleiðslu nálarkoks hafa vísindamenn orðið sífellt meðvitaðri um erfiðleikana við framleiðslu nálarkoks, aukið rannsóknarvinnu og byggt upp litlar og tilraunaprófunaraðstöður til að afla tilraunagagna til að stýra framleiðslu. Vinnslutækni nálarkoks er stöðugt að bæta til að mæta vaxandi eftirspurn. Frá sjónarhóli hráefna og framleiðsluaðferða takmarkar olíuskortur í heiminum og vaxandi brennisteinsinnihald þróun nálarkoks úr olíukerfum. Ný iðnaðarframleiðsluaðstaða fyrir hráefnisforvinnslu á nálarkoksi úr olíu hefur verið byggð og tekin í notkun í Shandong Yida New Material Co., LTD., og framúrskarandi hráefni úr nálarkoksi úr olíu hefur verið framleitt, sem mun á áhrifaríkan hátt bæta gæði og framleiðslu nálarkoks úr olíu.
Birtingartími: 7. des. 2022