Lo stato del mercato e le difficoltà della tecnologia di produzione del coke aghiforme del sistema petrolifero

Cnooc (Qingdao) Centro di ricerca e ingegneria tecnologica per la lavorazione dell'olio pesante Co., LTD

Tecnologia di manutenzione delle attrezzature, numero 32, 2021

Riassunto: Il continuo sviluppo della scienza e della tecnologia cinese ha promosso lo sviluppo di vari settori della società. Allo stesso tempo, ha anche efficacemente rafforzato la nostra forza economica e la forza nazionale complessiva. Come parte importante del processo di produzione dell'acciaio per circuiti, il coke aghiforme viene utilizzato principalmente nella produzione di elettrodi di grafite. Svolge un ruolo importante nella produzione di batterie al litio, così come nell'industria nucleare e nel settore aeronautico. Con la promozione del background scientifico e tecnologico, è stata promossa la continua ottimizzazione e il miglioramento della tecnologia di produzione dell'acciaio mediante forno elettrico, e gli standard e i requisiti del coke aghiforme nei processi di ricerca, sviluppo e produzione sono stati costantemente aggiornati, al fine di soddisfare i requisiti dello sviluppo produttivo sociale. A causa delle diverse materie prime utilizzate nel processo di produzione, il coke aghiforme si divide in petrolifero e carbonifero. In base ai risultati applicativi specifici, si può osservare che il coke aghiforme petrolifero ha un'attività chimica più forte rispetto al carbonifero. In questo articolo, studiamo la situazione attuale del mercato degli aghi di petrolio e i problemi nel processo di ricerca e produzione della tecnologia pertinente, e analizziamo le difficoltà nello sviluppo della produzione e le difficoltà tecniche correlate allo sviluppo degli aghi di petrolio.

I. Introduzione

Il coke aghiforme svolge un ruolo importante nella produzione di elettrodi di grafite. Considerando l'attuale situazione di sviluppo, paesi sviluppati come Stati Uniti e Giappone hanno iniziato prima nella ricerca, sviluppo e produzione di coke aghiforme, e l'applicazione delle tecnologie pertinenti è tendenzialmente matura, e hanno padroneggiato la tecnologia di produzione di base del coke aghiforme di petrolio. Al contrario, la ricerca e la produzione indipendenti di coke aghiforme nel settore petrolifero sono iniziate tardi. Tuttavia, con il continuo sviluppo della nostra economia di mercato, che promuove l'espansione completa di vari settori industriali, la ricerca e lo sviluppo di coke aghiforme nel settore petrolifero hanno fatto passi da gigante negli ultimi anni, realizzando la produzione industriale. Tuttavia, sussistono ancora alcune lacune in termini di qualità ed efficacia rispetto ai prodotti importati. Pertanto, è necessario chiarire l'attuale stato di sviluppo del mercato e le difficoltà tecniche del sistema petrolifero.

Ii. Introduzione e analisi dell'applicazione della tecnologia del coke aghiforme di petrolio

(1) Analisi dello stato attuale di sviluppo del coke di petrolio aghiforme in patria e all'estero

La tecnologia del coke aghiforme di petrolio ha avuto origine negli Stati Uniti negli anni '50. Ma il nostro paese è ufficialmente aperto

La ricerca sulla tecnologia e la produzione del coke di agugliatura di petrolio è iniziata nei primi anni '80. Grazie al supporto delle politiche nazionali in materia di ricerca e sviluppo tecnologico, gli istituti di ricerca cinesi hanno iniziato a condurre diversi test sul coke di agugliatura di petrolio e a esplorare e ricercare costantemente una varietà di metodi di prova. Inoltre, negli anni '90, il nostro Paese ha completato numerose ricerche sperimentali sulla preparazione di sistemi petroliferi agugliati e ha presentato domanda di brevetto per la relativa tecnologia. Negli ultimi anni, con il supporto delle politiche nazionali in materia, molte Accademie delle Scienze nazionali e imprese collegate hanno investito in ricerca e sviluppo e promosso lo sviluppo della produzione e della manifattura all'interno del settore. Anche il livello di ricerca e sviluppo della tecnologia del coke di agugliatura di petrolio è in continuo miglioramento. La ragione principale di questo fenomeno è l'elevata domanda interna di coke di agugliatura di petrolio. Tuttavia, la ricerca, lo sviluppo e la produzione nazionali non riescono a soddisfare la domanda del mercato, poiché gran parte del mercato interno è occupato da prodotti importati. Considerata l'attuale situazione di sviluppo, nonostante l'attenzione e il focus sulla ricerca, lo sviluppo e la produzione di tecnologie focalizzate sugli aghi di petrolio siano in aumento, in termini di livello di ricerca e sviluppo tecnologico, sussistono alcune difficoltà che costituiscono ostacoli alla ricerca e allo sviluppo tecnologico, il che comporta un grande divario tra il nostro Paese e i Paesi sviluppati.

(2) Analisi delle applicazioni tecniche delle imprese nazionali di produzione di coke di petrolio aghiforme

Analizzando la qualità dei prodotti nazionali ed esteri e l'impatto delle loro applicazioni, si può osservare che la differenza tra la qualità del coke di petrolio aghiforme è dovuta principalmente alla differenza tra i due indici del coefficiente di dilatazione termica e della distribuzione granulometrica, che riflette la differenza nella qualità del prodotto [1]. Questo divario qualitativo è causato principalmente dalle difficoltà di produzione nel processo di fabbricazione. In combinazione con il processo produttivo specifico e il contenuto del metodo di produzione del coke di petrolio aghiforme, la sua tecnologia di produzione principale si concentra principalmente sul livello di pretrattamento delle materie prime. Attualmente, solo Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) e Jinzhou Petrochemical hanno realizzato la produzione di massa. Al contrario, il sistema di produzione e fabbricazione del coke di petrolio aghiforme di Jinzhou Petrochemical Company è relativamente maturo, la capacità di lavorazione del dispositivo è in continuo miglioramento e i prodotti correlati possono raggiungere il livello medio-alto sul mercato, che può essere utilizzato per elettrodi per la produzione di acciaio ad alta o altissima potenza.

III. Analisi del mercato interno del coke di petrolio aghiforme

(1) Con l'accelerazione dell'industrializzazione, la domanda di coke aghiforme aumenta quotidianamente

Il nostro Paese è il più grande produttore industriale al mondo, il che è determinato principalmente dal modello della nostra struttura industriale.

Anche la produzione di ferro e acciaio è uno dei settori chiave per lo sviluppo della nostra economia. In questo contesto, la domanda di agugliatura è in aumento continuo. Tuttavia, attualmente, il nostro livello di ricerca e sviluppo tecnico e la nostra capacità produttiva non sono all'altezza della domanda del mercato. Il motivo principale è che sono poche le imprese specializzate nella produzione di agugliatura petrolifera in grado di produrre prodotti di qualità standard e la capacità produttiva è instabile. Sebbene la ricerca e sviluppo tecnologica in questo settore stia progredendo, la necessità di soddisfare gli elettrodi di grafite ad alta o altissima potenza crea un ampio divario, che ostacola il controllo qualità dei prodotti derivati ​​dalla produzione di agugliatura petrolifera. Attualmente, il mercato del coke ad ago è suddiviso in coke ad ago di petrolio e coke ad ago di carbone. Al contrario, il coke ad ago di petrolio è leggermente inferiore al coke ad ago di carbone, sia in termini di quantità di progetti in fase di sviluppo che di livello di sviluppo, il che rappresenta anche uno dei principali motivi che ostacolano l'effettiva espansione del coke ad ago di petrolio cinese. Ma parallelamente al continuo miglioramento del livello tecnologico di produzione dell'industria siderurgica, la domanda di produzione e fabbricazione di elettrodi di grafite ad altissima potenza è in aumento. Ciò evidenzia anche che, con il continuo miglioramento del nostro livello di sviluppo industriale e l'accelerazione del processo di industrializzazione, la domanda di coke aghiforme aumenterà sempre di più.

(2) Analisi del prezzo fluttuante del mercato del coke aghiforme

In base all'attuale livello di sviluppo industriale e all'adeguamento della struttura e del contenuto industriale del nostro Paese, si è riscontrato che la serie di cokeria aghiforme petrolifera è più adatta per il nostro Paese rispetto alla serie di cokeria aghiforme carbonifera, il che aggraverà ulteriormente la situazione interna di squilibrio tra domanda e offerta di cokeria aghiforme. Per risolvere la situazione di squilibrio tra domanda e offerta del sistema petrolifero, possiamo fare affidamento solo sulle importazioni. Dall'analisi delle caratteristiche di fluttuazione dei prezzi dei prodotti importati negli ultimi anni, si può osservare che il prezzo dei prodotti di cokeria aghiforme petrolifera importati è in aumento dal 2014. Pertanto, per l'industria nazionale, con il crescente divario di offerta e l'aumento dei prezzi delle importazioni, il cokeria aghiforme petrolifera diventerà un nuovo punto caldo di investimento nell'industria cinese del cokeria aghiforme [2].

Quattro, la nostra analisi delle difficoltà di ricerca e sviluppo e di tecnologia di produzione dell'ago del petrolio

(1) Analisi delle difficoltà di pretrattamento delle materie prime

Analizzando l'intero processo di produzione e fabbricazione del coke di petrolio aghiforme, si può osservare che, per il pretrattamento delle materie prime, il petrolio è la materia prima principale. A causa della particolarità delle risorse petrolifere, il petrolio greggio deve essere estratto nel sottosuolo e, nel nostro Paese, il greggio utilizza diversi catalizzatori durante il processo di estrazione e lavorazione, con conseguente presenza di una certa quantità di impurità nei prodotti petroliferi. Questo metodo di pretrattamento avrà effetti negativi sulla produzione di coke di petrolio aghiforme. Inoltre, la composizione del petrolio stesso è principalmente costituita da idrocarburi alifatici, con un basso contenuto di idrocarburi aromatici, dovuto alle caratteristiche delle risorse petrolifere esistenti. È importante notare che la produzione di coke di petrolio aghiforme di alta qualità richiede requisiti rigorosi per le materie prime, con un'elevata percentuale di idrocarburi aromatici, e sceglie come materie prime un basso contenuto di zolfo, ossigeno, asfalteni e altri tipi di petrolio, richiedendo che la frazione in massa di zolfo sia inferiore allo 0,3% e la frazione in massa di asfalteni sia inferiore all'1,0%. Tuttavia, sulla base del rilevamento e dell'analisi della composizione originale, si è riscontrato che la maggior parte del petrolio greggio lavorato nel nostro paese appartiene al petrolio greggio ad alto contenuto di zolfo e la mancanza di petrolio adatto alla produzione di coke di petrolio aghiforme con alto contenuto di idrocarburi aromatici rappresenta una grande difficoltà tecnica. Nel frattempo, Jinzhou Petrochemical, che attualmente è più matura in termini di ricerca e sviluppo e produzione, necessita di materie prime adatte alla produzione di coke di petrolio aghiforme nel processo di produzione e lavorazione del coke di petrolio aghiforme. La carenza di materie prime e l'instabilità della qualità sono tra i principali fattori che limitano la stabilità della qualità del coke di petrolio aghiforme [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. ha progettato e adottato il pretrattamento delle materie prime per l'unità di produzione di coke di petrolio aghiforme

Allo stesso tempo, sono stati adottati diversi metodi per rimuovere il particolato solido. Oltre a selezionare l'olio pesante adatto alla produzione di coke aghiforme, le sostanze nocive presenti nelle materie prime sono state rimosse prima della coking.

(2) Analisi delle difficoltà tecniche nel processo di coking ritardato del coke di petrolio aghiforme

Il processo di produzione del coke aghiforme è relativamente complesso e richiede elevati requisiti di controllo delle variazioni di temperatura ambientale e della pressione di esercizio nello specifico processo di lavorazione. Una delle difficoltà del processo di coking per la produzione del coke aghiforme è se la pressione, il tempo e la temperatura del coke possano essere effettivamente controllati in modo scientifico e ragionevole, in modo che il tempo di reazione soddisfi i requisiti standard. Allo stesso tempo, una migliore ottimizzazione e regolazione dei parametri del processo di coking e degli standard operativi specifici può svolgere un ruolo importante nell'ottimizzazione e nel miglioramento della qualità dell'intera produzione di coke aghiforme.

Lo scopo principale dell'utilizzo di un forno di riscaldamento per le operazioni di variazione di temperatura è quello di eseguire operazioni standard nel processo di produzione del coke aghiforme, in conformità con gli standard, in modo che la temperatura ambiente possa raggiungere i parametri richiesti. Infatti, il processo di variazione di temperatura serve a promuovere la reazione di coking, che può essere condotta in un ambiente lento e a bassa temperatura, ritardando al contempo la reazione di coking, in modo da ottenere la condensazione aromatica, garantire la disposizione ordinata delle molecole, assicurarne l'orientamento e la solidificazione sotto l'azione della pressione e promuovere la stabilità dello stato. Il forno di riscaldamento è un'operazione essenziale nell'intero processo di produzione del coke aghiforme di petrolio e vi sono determinati requisiti e standard per i parametri specifici dell'intervallo di temperatura, che non possono essere inferiori al limite inferiore di 476 °C e non possono superare il limite superiore di 500 °C. Allo stesso tempo, va notato che il forno a temperatura variabile è un'attrezzatura e una struttura di grandi dimensioni, e quindi è necessario prestare attenzione all'uniformità della qualità di ogni torre di coke aghiforme: ogni torre, durante il processo di alimentazione, subisce variazioni a causa di temperatura, pressione, velocità dell'aria e altri fattori, quindi la qualità del coke risulta irregolare, mediocre o inferiore. Anche la risoluzione efficace del problema dell'uniformità della qualità del coke aghiforme è uno degli aspetti da considerare nella produzione di coke aghiforme.

5. Analisi della futura direzione di sviluppo del coke di petrolio aghiforme

(a) Promuovere il miglioramento continuo della qualità del coke aghiforme del sistema petrolifero nazionale

La tecnologia e il mercato del coke ad ago sono stati dominati da Stati Uniti e Giappone. Attualmente, la produzione effettiva di coke ad ago in Cina presenta ancora alcuni problemi, come la qualità instabile, la bassa resistenza del coke e l'elevato volume di coke in polvere. Sebbene il coke ad ago prodotto sia stato utilizzato in grandi quantità nella produzione di elettrodi di grafite ad alta e altissima potenza, non può essere utilizzato nella produzione di elettrodi di grafite ad altissima potenza di grande diametro in grandi quantità. Negli ultimi anni, la nostra ricerca e sviluppo nel campo del coke ad ago non si è fermata e la qualità del prodotto continuerà a migliorare. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal misura il coke ad ago, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Le unità di coke ad ago della serie Oil hanno raggiunto una capacità di 40.000-50.000 tonnellate/anno e possono funzionare stabilmente, migliorando costantemente la qualità.

(2) La domanda interna di coke di petrolio aghiforme continua a crescere

Lo sviluppo dell'industria siderurgica richiede un gran numero di elettrodi ad altissima potenza e ad alta potenza. In questo contesto, la domanda di coke aghiforme per la produzione di elettrodi ad altissima potenza e ad alta potenza sta crescendo rapidamente, stimando circa 250.000 tonnellate all'anno. La produzione di acciaio da forno elettrico in Cina è inferiore al 10% e la produzione media mondiale di acciaio da forno elettrico ha raggiunto il 30%. I nostri rottami di acciaio hanno raggiunto i 160 milioni di tonnellate. Data la situazione attuale, nel lungo periodo lo sviluppo dell'acciaio da forno elettrico è inevitabile e la carenza di coke aghiforme sarà inevitabile. Pertanto, è necessario adottare misure per aumentare la fonte di materie prime e migliorare i metodi di produzione per soddisfare le esigenze produttive.

(3) L'espansione della domanda di mercato promuove il miglioramento del livello tecnologico di ricerca e sviluppo interno

Il divario qualitativo e l'aumento della domanda di coke ad ago richiedono un'accelerazione nello sviluppo di questa tecnologia. Durante lo sviluppo e la produzione del coke ad ago, i ricercatori sono diventati sempre più consapevoli delle difficoltà nella sua produzione, intensificando gli sforzi di ricerca e costruendo piccoli impianti pilota per ottenere dati sperimentali utili a orientare la produzione. La tecnologia di lavorazione del coke ad ago viene costantemente migliorata per soddisfare la crescente domanda. Dal punto di vista delle materie prime e dei metodi di produzione, la carenza mondiale di petrolio e il crescente contenuto di zolfo limitano lo sviluppo del coke ad ago per sistemi petroliferi. Il nuovo impianto di produzione industriale per il pretrattamento delle materie prime del coke ad ago per sistemi petroliferi è stato costruito e messo in funzione presso la Shandong Yida New Material Co., LTD., producendo l'eccellente materia prima del coke ad ago per sistemi petroliferi, che migliorerà efficacemente la qualità e la produttività del coke ad ago per sistemi petroliferi.