Cnooc (Qingdao) raskasöljyn jalostustekniikan tutkimuskeskus Co., LTD
Laitteiden kunnossapitotekniikka, numero 32, 2021
Tiivistelmä: Kiinan tieteen ja teknologian jatkuva kehitys on edistänyt yhteiskunnan eri sektoreiden kehitystä. Samalla se on myös tehokkaasti parantanut taloudellista vahvuuttamme ja yleistä kansallista vahvuutta. Neulakoksi on tärkeä osa piirilevyjen teräksenvalmistusprosessia, ja sitä käytetään pääasiassa grafiittielektrodien valmistuksessa. Sillä on tärkeä rooli litium-akkujen tuotannossa sekä ydinvoimateollisuudessa ja ilmailualoilla. Tieteen ja teknologian taustan edistämisen myötä on edistetty sähköuunien teräksenvalmistusteknologian jatkuvaa optimointia ja parantamista, ja neulakoksin vastaavia standardeja ja vaatimuksia tutkimus- ja kehitysprosessissa sekä tuotantoprosessissa on jatkuvasti päivitetty, jotta ne täyttäisivät yhteiskunnallisen tuotannon kehityksen vaatimukset. Tuotantoprosessissa käytettyjen erilaisten raaka-aineiden vuoksi neulakoksi jaetaan öljy- ja hiilisarjoihin. Erityisten sovellustulosten perusteella voidaan nähdä, että öljysarjan neulakoksilla on voimakkaampi kemiallinen aktiivisuus kuin hiilisarjalla. Tässä artikkelissa tutkimme öljyneulakeskittymän markkinoiden nykytilannetta ja asiaankuuluvan teknologian tutkimus- ja tuotantoprosessin ongelmia sekä analysoimme öljyneulakeskittymän tuotannon kehittämisen vaikeuksia ja niihin liittyviä teknisiä vaikeuksia.
I. Johdanto
Neulakoksilla on tärkeä rooli grafiittielektrodien tuotannossa. Nykyisestä kehitystilanteesta johtuen ulkomaiset kehittyneet maat, kuten Yhdysvallat ja Japani, aloittivat neulakoksin tutkimuksen, kehityksen ja tuotannon aikaisemmin, ja asiaankuuluvien teknologioiden soveltaminen on yleensä kypsynyt, ja ne ovat hallinneet öljyneulakoksin ydinvalmistusteknologian. Vertailun vuoksi öljyneulakoksin itsenäinen tutkimus ja tuotanto alkoivat myöhemmin. Mutta markkinataloutemme jatkuvan kehityksen ja eri teollisuudenalojen kattavan laajentumisen myötä öljyneulakoksin tutkimus ja kehitys on tehnyt läpimurron viime vuosina ja toteutunut teollinen tuotanto. Laadussa ja käyttövaikutuksessa on kuitenkin edelleen joitakin eroja tuontituotteisiin verrattuna. Siksi on tarpeen selventää öljyjärjestelmän nykyistä markkinoiden kehitystilaa ja teknisiä vaikeuksia.
Ii. Öljyneulakoksitekniikan sovelluksen esittely ja analyysi
(1) Öljyneulakoksin nykyisen kehitystilan analyysi kotimaassa ja ulkomailla
Öljyneulakoksiteknologia sai alkunsa Yhdysvalloista 1950-luvulla. Mutta maamme on virallisesti avoin
Öljyneulakoksin teknologian ja valmistuksen tutkimus alkoi 1980-luvun alussa. Kansallisen teknologian tutkimus- ja kehityspolitiikan tuella kiinalaiset tutkimuslaitokset alkoivat suorittaa erilaisia öljyneulakoksin testejä ja tutkivat jatkuvasti erilaisia testausmenetelmiä. Lisäksi maassamme tehtiin 1990-luvulla paljon kokeellista tutkimusta neulakeskeisen öljyjärjestelmän valmistuksesta ja haettiin asiaankuuluvaa patenttiteknologiaa. Viime vuosina monet kotimaiset tiedeakatemiat ja niihin liittyvät yritykset ovat asiaankuuluvan kansallisen politiikan tuella investoineet tutkimukseen ja kehitykseen sekä edistäneet alan tuotannon ja valmistuksen kehittämistä. Myös öljyneulakoksiteknologian tutkimus- ja kehitystaso paranee jatkuvasti. Tämän ilmiön pääasiallinen syy on öljyneulakoksin suuri kotimainen kysyntä. Kotimainen tutkimus- ja kehitystyö sekä valmistus eivät kuitenkaan pysty vastaamaan markkinoiden kysyntään, ja suuri osa kotimarkkinoista on tuontituotteiden hallussa. Nykyisessä kehitystilanteessa, vaikka öljyneulakeskeisen teknologian tutkimukseen, kehitykseen ja valmistukseen kiinnitetään yhä enemmän huomiota, teknologian tutkimuksen ja kehityksen tason suhteen on joitakin vaikeuksia, jotka estävät asiaankuuluvaa teknologian tutkimusta ja kehitystä. Tämä johtaa suureen kuiluun maamme ja kehittyneiden maiden välillä.
(2) Kotimaisten öljyneulakoksiyritysten tekninen sovellusanalyysi
Kotimaisten ja ulkomaisten tuotteiden laadun ja sovellusvaikutusten analyysin perusteella voidaan nähdä, että niiden välinen ero öljyneulakoksin laadussa johtuu pääasiassa lämpölaajenemiskertoimen ja hiukkaskokojakauman kahden indeksin eroista, mikä heijastaa tuotteen laadun eroa [1]. Tämä laatuero johtuu pääasiassa valmistusprosessin tuotantovaikeuksista. Yhdessä öljyneulakoksin erityisten tuotantoprosessien ja -menetelmien kanssa sen ydintuotantoteknologia keskittyy pääasiassa raaka-aineiden esikäsittelytasoon. Tällä hetkellä vain Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) ja Jinzhou Petrochemical ovat toteuttaneet massatuotantoa. Sitä vastoin Jinzhou Petrochemical Companyn öljyneulakoksin tuotanto- ja valmistusjärjestelmä on suhteellisen kypsä, laitteen käsittelykapasiteettia parannetaan jatkuvasti, ja tuotetut tuotteet voivat saavuttaa markkinoiden keski- ja korkean tason, joita voidaan käyttää suuritehoisten tai erittäin tehokkaiden teräksenvalmistuselektrodien valmistuksessa.
Iii. Kotimaisten öljyneulakoksimarkkinoiden analyysi
(1) Teollistumisen kiihtyessä neulakoksin kysyntä kasvaa päivittäin
Maamme on maailman suurin teollisuustuotantomaa, mikä määräytyy pääasiassa teollisuusrakenteemme mukaan.
Rauta- ja terästuotanto on myös yksi tärkeimmistä teollisuudenaloista taloutemme kehityksen edistämisessä. Tässä tilanteessa neulauksen kysyntä kasvaa päivittäin. Tällä hetkellä tekninen tutkimus- ja kehitystyömme taso ja tuotantokapasiteettimme eivät kuitenkaan vastaa markkinoiden kysyntää. Pääsyynä tähän on se, että on vain vähän öljyneulaukseen keskittyviä yrityksiä, jotka pystyvät todella tuottamaan laatustandardeja, ja tuotantokapasiteetti on epävakaa. Vaikka asiaankuuluva teknologinen tutkimus- ja kehitystyö edistyy tällä hetkellä, on olemassa suuri ero suurteho- tai erittäin suurtehoisten grafiittielektrodien vaatimusten täyttämiseksi, mikä johtaa esteisiin öljyneulaukseen keskittyvien tuotteiden laadunvalvonnassa. Tällä hetkellä neulamittakoksimarkkinat on jaettu öljyneulamittakoksiin ja kivihiilenkoksiin. Sitä vastoin öljyneulamittakoksi on hieman pienempi kuin kivihiilenkoksin joko projektien kehitysmäärän tai kehitystason suhteen, mikä on myös yksi tärkeimmistä syistä, jotka estävät kiinalaisen öljyneulamittakoksin tehokasta laajentumista. Mutta terästeollisuuden tuotantoteknologian tason jatkuvan parantamisen myötä teräksen tuotanto- ja valmistuskysyntä erittäin tehokkaille grafiittielektrodeille kasvaa. Tämä korostaa myös sitä, että teollisen kehitystasomme jatkuvan parantamisen ja teollistumisprosessin kiihtymisen myötä neulakoksin kysyntä kasvaa.
(2) Neulakoksin kelluvan hinnan analyysi markkinoilla
Maamme nykyisen teollisen kehityksen ja teollisuusrakenteen ja -sisällön mukautumisen perusteella on havaittu, että neulamittakoksauksen öljysarja soveltuu maallemme paremmin kuin neulamittakoksauksen hiilisarja, mikä pahentaa entisestään kotimaista neulamittakoksauksen kysynnän ja tarjonnan epätasapainoa. Öljyjärjestelmän kysynnän ja tarjonnan epätasapainon ratkaisemiseksi voimme luottaa vain tuontiin. Viime vuosien tuontituotteiden hintavaihteluominaisuuksien analyysistä voidaan havaita, että maahantuotujen öljyneulakoksituotteiden hinta on noussut vuodesta 2014 lähtien. Siksi kotimaiselle teollisuudelle öljyneulakoksi tulee uusi investointikohde Kiinan neulakoksiteollisuudessa kasvavan tarjontavajeen ja nousevien tuontihintojen myötä [2].
Neljänneksi, öljyneulakeskeisen tutkimus- ja kehitystyömme sekä tuotantoteknologian vaikeusanalyysimme
(1) Raaka-aineiden esikäsittelyvaikeuksien analyysi
Analysoimalla koko öljyneulakoksin tuotanto- ja valmistusprosessia voidaan havaita, että raaka-aineiden esikäsittelyssä öljy on tärkein raaka-aine. Öljyvarojen erityispiirteiden vuoksi raakaöljy on louhittava maan alla, ja maassamme raakaöljyn louhinnassa ja käsittelyssä käytetään erilaisia katalyyttejä, joten öljytuotteissa on tietty määrä epäpuhtauksia. Tämä esikäsittelymenetelmä vaikuttaa haitallisesti öljyneulakoksin tuotantoon. Lisäksi öljyn koostumus on pääosin alifaattinen hiilivety, ja aromaattisten hiilivetyjen pitoisuus on alhainen, mikä johtuu olemassa olevien öljyvarojen ominaisuuksista. On huomattava, että korkealaatuisen öljyneulakoksin tuotannolla on tiukat vaatimukset raaka-aineille, ja aromaattisten hiilivetyjen pitoisuus on korkea. Raaka-aineiksi valitaan vähän rikkiä, happea, asfalteenia ja muita öljyjä, jolloin rikin massaosuuden on oltava alle 0,3 % ja asfalteenin massaosuuden alle 1,0 %. Alkuperäisen koostumuksen havaitsemisen ja analysoinnin perusteella on kuitenkin havaittu, että suurin osa maassamme jalostetusta raakaöljystä on runsasrikkistä raakaöljyä, ja runsaasti aromaattisia hiilivetyjä sisältävän neulakoksin tuotantoon soveltuvaa öljyä on vähän. Öljyn epäpuhtauksien poistaminen on erittäin teknistä vaikeutta. Samaan aikaan Jinzhou Petrochemical, joka on tällä hetkellä kypsämpi tutkimus- ja kehitystyössä sekä valmistuksessa, tarvitsee neulaorientoidun koksin tuotantoon sopivia raaka-aineita öljyneulaorientoidun koksin tuotanto- ja jalostusprosessissa. Raaka-aineiden puute ja laadun epävakaus ovat yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka rajoittavat neulaorientoidun koksin laadun vakautta [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. suunnitteli ja otti käyttöön raaka-aineiden esikäsittelyn öljyneulakoksin tuotantoyksikössä.
Samaan aikaan otettiin käyttöön useita menetelmiä kiinteiden hiukkasten poistamiseksi. Neulakoksin tuotantoon soveltuvan raskasöljyn valinnan lisäksi raaka-aineista poistettiin haitalliset aineet ennen koksausta.
(2) Maaöljyneulakoksin viivästyneen koksausprosessin teknisten vaikeuksien analyysi
Neulakoksin tuotantoprosessi on suhteellisen monimutkainen, ja ympäristön lämpötilan muutosten ja käyttöpaineen hallintaan liittyy korkeita vaatimuksia tietyssä prosessointiprosessissa. Yksi neulakoksin tuotantoprosessin vaikeuksista on se, voidaanko koksin painetta, aikaa ja lämpötilaa todella kontrolloida tieteellisesti ja järkevästi, jotta reaktioaika täyttäisi standardivaatimukset. Samalla koksausprosessiparametrien ja erityisten toimintastandardien parempi optimointi ja säätäminen voivat myös olla tärkeässä roolissa koko neulakoksin tuotannon optimoinnissa ja laadun parantamisessa.
Lämmitysuunin päätarkoitus lämpötilan muutoksessa on suorittaa standardin mukainen toiminta neulakoksin tuotantoprosessissa, jotta ympäristön lämpötila voi saavuttaa vaaditut parametrit. Itse asiassa lämpötilan muutosprosessi edistää koksausreaktion suorittamista hitaassa ja matalassa lämpötilassa samalla hidastaen koksausreaktiota, jotta saavutetaan aromaattinen kondensaatio, varmistetaan molekyylien järjestäytyminen, varmistetaan niiden suuntautuminen ja jähmettyminen paineen vaikutuksesta ja edistetään tilan vakautta. Lämmitysuuni on olennainen toiminto koko maaöljyneulakoksin tuotantoprosessissa, ja tietyille lämpötila-alueparametreille on tiettyjä vaatimuksia ja standardeja, jotka eivät saa olla alle 476 ℃:n alarajan eivätkä yli 500 ℃:n ylärajan. Samalla on myös huomattava, että muuttuvan lämpötilan uuni on suuri laite ja tila, ja meidän on kiinnitettävä huomiota neulakoksin jokaisen tornin laadun tasaisuuteen: jokainen torni syöttöprosessin aikana muuttuu lämpötilan, paineen, ilman nopeuden ja muiden tekijöiden vuoksi, joten koksin jälkeinen koksitorni on epätasainen, keskitasoinen ja heikompilaatuinen. Neulakoksin laadun tasaisuuden ongelman tehokas ratkaiseminen on myös yksi niistä ongelmista, jotka on otettava huomioon neulakoksin tuotannossa.
5. Maaöljyneulakoksin tulevan kehityssuunnan analyysi
(a) Edistää kotimaisen öljyjärjestelmän neulakoksin laadun jatkuvaa parantamista
Neulakoksin teknologiaa ja markkinoita ovat hallinneet Yhdysvallat ja Japani. Tällä hetkellä neulakoksin varsinaisessa tuotannossa Kiinassa on edelleen joitakin ongelmia, kuten epävakaa laatu, alhainen koksin lujuus ja suuri määrä jauhekoksia. Vaikka tuotettua neulakoksia on käytetty suuria määriä suurtehoisten ja erittäin tehokkaiden grafiittielektrodien valmistukseen, sitä ei voida käyttää suurihalkaisijaisten erittäin tehokkaiden grafiittielektrodien valmistukseen suuria määriä. Viime vuosina neulakoksin tutkimus- ja kehitystyömme ei ole pysähtynyt, ja tuotteiden laatu paranee edelleen. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measure neulakoksi, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Öljysarjan neulakoksiyksiköt ovat saavuttaneet 40 000–50 000 tonnin vuosittaisen mittakaavan ja voivat toimia vakaasti ja parantaa jatkuvasti laatua.
(2) Maaöljyneulakoksin kotimainen kysyntä kasvaa edelleen
Rauta- ja terästeollisuuden kehitys vaatii suuren määrän erittäin tehokkaita elektrodeja ja suuritehoisia elektrodeja. Tässä yhteydessä neulakoksin kysyntä erittäin tehokkaiden elektrodien ja suuritehoisten elektrodien tuotannossa kasvaa nopeasti ja on arviolta noin 250 000 tonnia vuodessa. Sähköuuniteräksen tuotanto Kiinassa on alle 10 %, ja maailmanlaajuinen sähköuuniteräksen tuotanto on noussut 30 prosenttiin. Teräsromumme on noussut 160 miljoonaan tonniin. Nykytilanteen mukaan sähköuuniteräksen kehitys on pitkällä aikavälillä väistämätöntä, ja neulakoksin tarjonnan pula on väistämätön. Siksi olisi ryhdyttävä toimenpiteisiin raaka-aineiden lähteiden lisäämiseksi ja valmistusmenetelmien parantamiseksi tuotannon tarpeiden täyttämiseksi.
(3) Markkinoiden kysynnän laajeneminen edistää kotimaisen tutkimus- ja kehitysteknologian tason paranemista
Laatuero ja neulakoksin kysynnän kasvu edellyttävät neulakoksin kehittämisen nopeuttamista. Neulakoksin kehittämisen ja tuotannon aikana tutkijat ovat tulleet yhä tietoisemmiksi neulakoksin tuotannon vaikeuksista, lisänneet tutkimuspanostuksia ja rakentaneet pieniä ja pilottikokeita kokeellisen tiedon saamiseksi tuotannon ohjaamiseksi. Neulakoksin prosessointiteknologiaa parannetaan jatkuvasti kasvavan kysynnän tyydyttämiseksi. Raaka-aineiden ja valmistusmenetelmien näkökulmasta maailmanlaajuinen öljypula ja kasvava rikkipitoisuus rajoittavat öljyjärjestelmäneulakoksin kehitystä. Shandong Yida New Material Co., LTD.:ssä on rakennettu ja otettu käyttöön uusi öljysarjan neulakoksin raaka-aineen esikäsittelyteollisuuslaitos, ja erinomaista öljysarjan neulakoksin raaka-ainetta on tuotettu, mikä parantaa tehokkaasti öljysarjan neulakoksin laatua ja tuotantoa.
Julkaisun aika: 07.12.2022