Նավթային համակարգի ասեղային կոքսի շուկայի վիճակը և արտադրության տեխնոլոգիական դժվարությունները

«Cnooc» (Ցինդաո) ծանր նավթի վերամշակման ճարտարագիտական ​​տեխնոլոգիաների հետազոտական ​​կենտրոն ընկերություն, ՍՊԸ

Սարքավորումների սպասարկման տեխնոլոգիա, թողարկում 32, 2021

Աբստրակտ. Չինական գիտության և տեխնոլոգիայի շարունակական զարգացումը նպաստել է հասարակության տարբեր ոլորտների զարգացմանը: Միևնույն ժամանակ, այն նաև արդյունավետորեն բարձրացրել է մեր տնտեսական հզորությունը և ընդհանուր ազգային հզորությունը: Որպես շղթայական պողպատաձուլության գործընթացի կարևոր մաս, ասեղային կոքսը հիմնականում օգտագործվում է գրաֆիտային էլեկտրոդների արտադրության մեջ: Այն կարևոր դեր է խաղում լիթիումային մարտկոցների արտադրության, ինչպես նաև ատոմային էներգետիկայի և ավիացիայի ոլորտներում: Գիտության և տեխնոլոգիայի զարգացմանը զուգընթաց խթանվել է էլեկտրական վառարանային պողպատաձուլության տեխնոլոգիայի շարունակական օպտիմալացումը և կատարելագործումը, և ասեղային կոքսի համապատասխան չափորոշիչներն ու պահանջները հետազոտությունների, զարգացման և արտադրության գործընթացում անընդհատ թարմացվել են՝ համապատասխանելու սոցիալական արտադրության զարգացման պահանջներին: Արտադրական գործընթացում օգտագործվող տարբեր հումքների պատճառով ասեղային կոքսը բաժանվում է նավթային շարքի և ածխային շարքի: Կիրառման կոնկրետ արդյունքների համաձայն՝ կարելի է տեսնել, որ նավթային շարքի ասեղային կոքսն ունի ավելի ուժեղ քիմիական ակտիվություն, քան ածխային շարքը: Այս աշխատանքում մենք ուսումնասիրում ենք նավթային ասեղնախառնուրդային շուկայի ներկայիս վիճակը և համապատասխան տեխնոլոգիաների հետազոտման և արտադրության գործընթացում առկա խնդիրները, ինչպես նաև վերլուծում ենք նավթային ասեղնախառնուրդային արտադրության արտադրության զարգացման և դրա հետ կապված տեխնիկական դժվարությունները։

I. Ներածություն

Ասեղային կոքսը կարևոր դեր է խաղում գրաֆիտային էլեկտրոդի արտադրության մեջ։ Հաշվի առնելով ներկայիս զարգացման իրավիճակը՝ արտասահմանյան զարգացած երկրները, ինչպիսիք են ԱՄՆ-ն և Ճապոնիան, ավելի վաղ են սկսել ասեղային կոքսի հետազոտությունները, մշակումները և արտադրությունը, և համապատասխան տեխնոլոգիաների կիրառումը, որպես կանոն, հասունացել է, և նրանք տիրապետել են նավթային ասեղային կոքսի հիմնական արտադրական տեխնոլոգիային։ Համեմատության համար, նավթային ոլորտում ասեղային կոքսի անկախ հետազոտություններն ու արտադրությունը սկսվել են ուշ։ Սակայն մեր շուկայական տնտեսության շարունակական զարգացմանը զուգընթաց, որը խթանում է արդյունաբերության տարբեր ոլորտների համապարփակ ընդլայնումը, նավթային ոլորտում ասեղային կոքսի հետազոտություններն ու մշակումները վերջին տարիներին առաջընթաց են գրանցել՝ իրականացնելով արդյունաբերական արտադրություն։ Այնուամենայնիվ, ներմուծված արտադրանքի համեմատ դեռևս կան որոշ բացթողումներ որակի և օգտագործման արդյունավետության մեջ։ Հետևաբար, անհրաժեշտ է պարզաբանել նավթային համակարգի ներկայիս շուկայի զարգացման վիճակը և տեխնիկական դժվարությունները։

Ii. Նավթային ասեղային կոքսի տեխնոլոգիայի կիրառման ներածություն և վերլուծություն

(1) Նավթային ասեղային կոքսի ներկայիս զարգացման վիճակի վերլուծությունը երկրում և արտերկրում

Նավթային ասեղային կոքսի տեխնոլոգիան ծագել է Միացյալ Նահանգներում 1950-ական թվականներին։ Սակայն մեր երկիրը պաշտոնապես բաց է

Նավթային ասեղնաձև կոքսի տեխնոլոգիայի և արտադրության հետազոտությունները սկսվել են 1980-ականների սկզբին: Տեխնոլոգիական հետազոտությունների և զարգացման ազգային քաղաքականության աջակցությամբ, չինական հետազոտական ​​ինստիտուտները սկսել են անցկացնել նավթային ասեղնաձև կոքսի տարբեր փորձարկումներ և անընդհատ ուսումնասիրել ու հետազոտել տարբեր փորձարկման մեթոդներ: Բացի այդ, 1990-ականներին մեր երկիրը բազմաթիվ փորձարարական հետազոտություններ է իրականացրել ասեղնաձև նավթային համակարգի պատրաստման վերաբերյալ և դիմել է համապատասխան արտոնագրային տեխնոլոգիայի համար: Վերջին տարիներին, համապատասխան ազգային քաղաքականության աջակցությամբ, բազմաթիվ տեղական Գիտությունների ակադեմիաներ և դրանց հետ կապված ձեռնարկություններ ներդրումներ են կատարել հետազոտությունների և զարգացման մեջ և խթանել են արտադրության և արտադրության զարգացումը ոլորտում: Նավթային ասեղնաձև կոքսի տեխնոլոգիայի հետազոտությունների և զարգացման մակարդակը նույնպես անընդհատ բարելավվում է: Այս երևույթի հիմնական պատճառն այն է, որ նավթային ասեղնաձև կոքսի նկատմամբ կա մեծ ներքին պահանջարկ: Այնուամենայնիվ, ներքին հետազոտությունները, մշակումները և արտադրությունը չեն կարող բավարարել շուկայի պահանջարկը, ներքին շուկայի մեծ մասը զբաղեցնում են ներմուծված արտադրանքը: Հաշվի առնելով ներկայիս զարգացման իրավիճակը, չնայած նավթային ասեղնակետային տեխնոլոգիաների հետազոտությունների, մշակման և արտադրության վրա ներկայիս ուշադրության և ուշադրության աճին, տեխնոլոգիական հետազոտությունների և մշակման մակարդակի առումով կան որոշ դժվարություններ, որոնք խոչընդոտ են հանդիսանում համապատասխան տեխնոլոգիական հետազոտությունների և մշակման համար, ինչը մեծ անջրպետ է առաջացնում մեր երկրի և զարգացած երկրների միջև։

(2) Ներքին նավթային ասեղնագործական կոքսային ձեռնարկությունների տեխնիկական կիրառման վերլուծություն

Ներքին և արտասահմանյան արտադրանքի որակի և կիրառման ազդեցության վերլուծության հիման վրա կարելի է տեսնել, որ նավթային ասեղնաձև կոքսի որակի տարբերությունը հիմնականում պայմանավորված է ջերմային ընդարձակման գործակցի և մասնիկների չափի բաշխման երկու ցուցանիշների տարբերությամբ, որոնք արտացոլում են արտադրանքի որակի տարբերությունը [1]: Այս որակի տարբերությունը հիմնականում պայմանավորված է արտադրական գործընթացում արտադրության դժվարություններով: Նավթային ասեղնաձև կոքսի արտադրության հատուկ գործընթացի և մեթոդի պարունակության հետ մեկտեղ, դրա հիմնական արտադրության տեխնոլոգիան հիմնականում հումքի նախնական մշակման մակարդակի համար է: Ներկայումս միայն Shanxi Hongte Chemical Co., LTD.-ն, Sinosteel (Anshan)-ը և Jinzhou Petrochemical-ն են իրականացրել զանգվածային արտադրություն: Ի տարբերություն դրա, Jinzhou Petrochemical Company-ի նավթային ասեղնաձև կոքսի արտադրության և արտադրական համակարգը համեմատաբար զարգացած է, սարքի վերամշակման հզորությունը անընդհատ բարելավվում է, և արտադրված հարակից արտադրանքը կարող է հասնել շուկայում միջին և բարձր մակարդակի, որը կարող է օգտագործվել բարձր կամ գերբարձր հզորության պողպատաձուլական էլեկտրոդների համար:

Iii. Ներքին նավթային ասեղնաձև կոքսի շուկայի վերլուծություն

(1) Արդյունաբերականացման արագացման հետ մեկտեղ, ասեղնագործված կոքսի պահանջարկը ամեն օր աճում է։

Մեր երկիրը աշխարհի խոշորագույն արդյունաբերական արտադրող երկիրն է, ինչը հիմնականում որոշվում է մեր արդյունաբերական կառուցվածքի եղանակով։

Երկաթի և պողպատի արտադրությունը նույնպես մեր տնտեսության զարգացմանը նպաստող կարևոր ոլորտներից մեկն է: Այս ֆոնի վրա ասեղնագործության պահանջարկը ամեն օր աճում է: Սակայն ներկայումս մեր տեխնիկական հետազոտությունների և զարգացման մակարդակը և արտադրական հզորությունը չեն համապատասխանում շուկայի պահանջարկին: Հիմնական պատճառն այն է, որ նավթային ասեղնագործության վրա կենտրոնացած քիչ ձեռնարկություններ կան, որոնք իրականում կարող են արտադրել որակի չափանիշներ, և արտադրական հզորությունը անկայուն է: Չնայած համապատասխան տեխնոլոգիական հետազոտությունների և զարգացման աշխատանքները ներկայումս առաջ են շարժվում, սակայն բարձր հզորության կամ գերբարձր հզորության գրաֆիտային էլեկտրոդին համապատասխանելու ցանկություն կա, և կա մեծ բաց, ինչը խոչընդոտներ է առաջացնում նավթային ասեղնագործության վրա կենտրոնացած արտադրանքի որակի վերահսկողության գործում: Ներկայումս ասեղնագործության վրա հիմնված կոքսի շուկան բաժանված է նավթային ասեղնագործության վրա հիմնված կոքսի և ածխային ասեղնագործության վրա հիմնված կոքսի: Ի տարբերություն դրա, նավթային ասեղնագործության վրա հիմնված կոքսը մի փոքր ցածր է ածխային ասեղնագործության վրա հիմնված կոքսից՝ թե՛ նախագծերի մշակման քանակով, թե՛ մշակման մակարդակով, ինչը նաև չինական նավթային ասեղնագործության վրա հիմնված կոքսի արդյունավետ ընդլայնմանը խոչընդոտող հիմնական պատճառներից մեկն է: Սակայն պողպատաձուլական արդյունաբերության արտադրության տեխնոլոգիական մակարդակի շարունակական բարելավմանը զուգընթաց, պողպատի արտադրությունը և գերբարձր հզորության գրաֆիտային էլեկտրոդի պահանջարկը աճում է: Սա նաև ընդգծում է, որ մեր արդյունաբերական զարգացման մակարդակի շարունակական բարելավման և արդյունաբերականացման գործընթացի արագացման հետ մեկտեղ, ասեղնագործված կոքսի պահանջարկը ավելի ու ավելի մեծ կլինի։

(2) Ասեղնաձև կոքսի շուկայի լողացող գնի վերլուծություն

Մեր երկրի արդյունաբերական զարգացման ներկայիս մակարդակի և արդյունաբերական կառուցվածքի ու արդյունաբերության բովանդակության ճշգրտման համաձայն՝ պարզվել է, որ ասեղնաչափ կոքսի նավթային շարքը մեր երկրի համար ավելի հարմար է, քան ասեղնաչափ կոքսի ածխային շարքը, ինչը կսրացնի ասեղնաչափ կոքսի առաջարկի և պահանջարկի միջև անհավասարակշռության ներքին իրավիճակը։ Նավթային համակարգի առաջարկի և պահանջարկի միջև անհավասարակշռության իրավիճակը լուծելու համար մենք կարող ենք հույսը դնել միայն ներմուծման վրա։ Վերջին տարիներին ներմուծվող ապրանքների գների տատանումների բնութագրերի վերլուծությունից կարելի է տեսնել, որ ներմուծվող նավթային ասեղնաչափ կոքսի արտադրանքի գինը 2014 թվականից ի վեր աճել է։ Հետևաբար, ներքին արդյունաբերության համար, մատակարարման բացը մեծանալու և ներմուծման գնի աճի հետ մեկտեղ, նավթային ասեղնաչափ կոքսը կդառնա Չինաստանի ասեղնաչափ կոքսի արդյունաբերության նոր ներդրումային կենտրոն [2]:

Չորս, մեր նավթի ասեղի կենտրոնացված հետազոտությունների և զարգացման, ինչպես նաև արտադրության տեխնոլոգիաների դժվարությունների վերլուծություն

(1) Հումքի նախնական մշակման դժվարությունների վերլուծություն

Նավթային ասեղնաձև կոքսի արտադրության և արտադրության ամբողջ գործընթացի վերլուծության միջոցով կարելի է տեսնել, որ հումքի նախնական մշակման համար հիմնական հումքը նավթն է, նավթային ռեսուրսների առանձնահատկության պատճառով հում նավթը պետք է արդյունահանվի ստորգետնյա, և մեր երկրում նավթային հում նավթի արդյունահանման և վերամշակման գործընթացում կօգտագործվեն տարբեր կատալիզատորներ, ուստի նավթամթերքներում որոշակի քանակությամբ խառնուրդներ կլինեն: Այս նախնական մշակման մեթոդը բացասական ազդեցություն կունենա նավթային ասեղնաձև կոքսի արտադրության վրա: Բացի այդ, նավթի կազմը հիմնականում ալիֆատիկ ածխաջրածին է, արոմատիկ ածխաջրածինների պարունակությունը ցածր է, ինչը պայմանավորված է առկա նավթային ռեսուրսների բնութագրերով: Պետք է նշել, որ բարձրորակ նավթային ասեղնաձև կոքսի արտադրությունը խիստ պահանջներ ունի հումքի նկատմամբ՝ արոմատիկ ածխաջրածինների բարձր համամասնությամբ, և որպես հումք ընտրվում է ցածր ծծմբի, թթվածնի, ասֆալտենի և այլ նավթային նյութեր, որոնք պահանջում են, որ ծծմբի զանգվածային մասը լինի 0.3%-ից պակաս, իսկ ասֆալտենի զանգվածային մասը՝ 1.0%-ից պակաս: Սակայն, սկզբնական կազմի հայտնաբերման և վերլուծության հիման վրա պարզվել է, որ մեր երկրում մշակվող հում նավթի մեծ մասը պատկանում է բարձր ծծմբի պարունակությամբ հում նավթի կատեգորիայի, և բացակայում է բարձր արոմատիկ ածխաջրածինների պարունակությամբ ասեղնաձև կոքսի արտադրության համար պիտանի յուղը։ Նավթում խառնուրդները հեռացնելը մեծ տեխնիկական դժվարություն է։ Միևնույն ժամանակ, Jinzhou Petrochemical-ը, որն այժմ ավելի զարգացած է հետազոտությունների, զարգացման և արտադրության ոլորտում, նավթային ասեղնաձև կոքսի արտադրության և վերամշակման գործընթացում պահանջում է ասեղնաձև կոքսի արտադրության համար պիտանի հումք։ Հումքի պակասը և որակի անկայունությունը ասեղնաձև կոքսի որակի կայունությունը սահմանափակող հիմնական գործոններից մեկն են [3]: Shandong Yida New Material Co., Ltd.-ն նախագծել և ներդրել է նավթային ասեղնաձև կոքսի արտադրական միավորի համար նախատեսված հումքի նախնական մշակումը։

Միևնույն ժամանակ, կիրառվեցին պինդ մասնիկային նյութը հեռացնելու տարբեր մեթոդներ: Բացի ասեղնաձև կոքսի արտադրության համար հարմար ծանր նավթ ընտրելուց, կոքսացումից առաջ հեռացվեցին հումքի մեջ առկա վնասակար նյութերը:

(2) Նավթային ասեղային կոքսի ուշացած կոքսացման գործընթացի տեխնիկական դժվարությունների վերլուծություն

Ասեղնաձև կոքսի արտադրության գործընթացը համեմատաբար բարդ է, և որոշակի մշակման գործընթացում շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի փոփոխությունների և աշխատանքային ճնշման վերահսկման նկատմամբ կան բարձր պահանջներ: Ասեղնաձև կոքսի արտադրության կոքսացման գործընթացի դժվարություններից մեկն այն է, թե արդյոք կոքսի ճնշումը, ժամանակը և ջերմաստիճանը կարող են իսկապես գիտականորեն և ողջամտորեն վերահսկվել, որպեսզի ռեակցիայի ժամանակը համապատասխանի ստանդարտ պահանջներին: Միևնույն ժամանակ, կոքսացման գործընթացի պարամետրերի և որոշակի շահագործման ստանդարտների ավելի լավ օպտիմալացումը և կարգավորումը նույնպես կարող են կարևոր դեր խաղալ ասեղնաձև կոքսի արտադրության ամբողջ օպտիմալացման և որակի բարելավման գործում:

Ջերմաստիճանի փոփոխման համար տաքացման վառարանի օգտագործման հիմնական նպատակն է իրականացնել ստանդարտ գործողություն ասեղնաձև կոքսի արտադրության գործընթացում, որպեսզի շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը հասնի պահանջվող պարամետրերին: Փաստորեն, ջերմաստիճանի փոփոխության գործընթացը նպատակ ունի խթանել կոքսացման ռեակցիայի իրականացումը դանդաղ և ցածր ջերմաստիճանային միջավայրում՝ միաժամանակ հետաձգելով կոքսացման ռեակցիան, որպեսզի հասնի արոմատիկ խտացման, ապահովի մոլեկուլների կարգավորված դասավորությունը, ապահովի դրանց կողմնորոշումը և կարծրացումը ճնշման ազդեցության տակ, և նպաստի վիճակի կայունությանը: Տաքացման վառարանը նավթային ասեղնաձև կոքսի արտադրության ողջ գործընթացում կարևոր գործողություն է, և կան որոշակի պահանջներ և ստանդարտներ ջերմաստիճանի որոշակի պարամետրերի համար, որոնք չեն կարող ցածր լինել 476℃ ստորին սահմանից և չեն կարող գերազանցել 500℃ վերին սահմանը: Միևնույն ժամանակ, պետք է նշել նաև, որ փոփոխական ջերմաստիճանի վառարանը մեծ սարքավորում և հարմարություններ է, ուստի պետք է ուշադրություն դարձնել ասեղնաձև կոքսի յուրաքանչյուր աշտարակի որակի միատարրությանը. յուրաքանչյուր աշտարակ սնուցման գործընթացում ջերմաստիճանի, ճնշման, օդի արագության և այլ գործոնների պատճառով փոխվում է, ուստի կոքսի աշտարակը կոքսից հետո անհավասար է, միջին և ցածր որակի։ Ասեղնաձև կոքսի որակի միատարրության խնդիրը արդյունավետորեն լուծելը նույնպես ասեղնաձև կոքսի արտադրության մեջ հաշվի առնելիք խնդիրներից մեկն է։

5. Նավթային ասեղային կոքսի ապագա զարգացման ուղղության վերլուծություն

(ա) Նպաստել ներքին նավթային համակարգի ասեղնագործված կոքսի որակի շարունակական բարելավմանը

Ասեղային կոքսի տեխնոլոգիան և շուկան գերիշխող դիրք են գրավում Միացյալ Նահանգները և Ճապոնիան: Ներկայումս Չինաստանում ասեղային կոքսի իրական արտադրության մեջ դեռևս կան որոշ խնդիրներ, ինչպիսիք են անկայուն որակը, կոքսի ցածր ամրությունը և կոքսի մեծ քանակը: Չնայած արտադրված ասեղային կոքսը մեծ քանակությամբ օգտագործվել է բարձր և գերբարձր հզորության գրաֆիտային էլեկտրոդների արտադրության մեջ, այն չի կարող օգտագործվել մեծ տրամագծով գերբարձր հզորության գրաֆիտային էլեկտրոդների մեծ քանակությամբ արտադրության մեջ: Վերջին տարիներին ասեղային կոքսի մեր հետազոտություններն ու մշակումները չեն դադարել, և արտադրանքի որակը կշարունակի բարելավվել: Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal measure ասեղային կոքս, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Oil շարքի ասեղային կոքսի միավորները հասել են տարեկան 40,000-50,000 տոննա ծավալի և կարող են կայուն աշխատել՝ անընդհատ բարելավելով որակը:

(2) Նավթային ասեղնաձև կոքսի ներքին պահանջարկը շարունակում է աճել

Երկաթի և պողպատի արդյունաբերության զարգացումը պահանջում է մեծ քանակությամբ գերբարձր հզորության էլեկտրոդներ և բարձր հզորության էլեկտրոդներ: Այս համատեքստում, գերբարձր հզորության էլեկտրոդների և բարձր հզորության էլեկտրոդների արտադրության համար ասեղնաձև կոքսի պահանջարկը արագորեն աճում է՝ տարեկան գնահատվելով մոտ 250,000 տոննա: Չինաստանում էլեկտրական վառարանային պողպատի արտադրությունը կազմում է 10%-ից պակաս, իսկ էլեկտրական վառարանային պողպատի համաշխարհային միջին արտադրությունը հասել է 30%-ի: Մեր պողպատի ջարդոնը հասել է 160 միլիոն տոննայի: Ներկա իրավիճակի համաձայն՝ երկարաժամկետ հեռանկարում էլեկտրական վառարանային պողպատի զարգացումը անխուսափելի է, ասեղնաձև կոքսի մատակարարման պակասը անխուսափելի կլինի: Հետևաբար, պետք է միջոցներ ձեռնարկվեն հումքի աղբյուրը մեծացնելու և արտադրության մեթոդը բարելավելու համար՝ արտադրության կարիքները բավարարելու համար:

(3) Շուկայի պահանջարկի ընդլայնումը նպաստում է ներքին հետազոտությունների և զարգացման տեխնոլոգիաների մակարդակի բարելավմանը

Ասեղնաձև այրման որակի տարբերությունը և պահանջարկի աճը պահանջում են ասեղնաձև այրման մշակման արագացում: Ասեղնաձև այրման մշակման և արտադրության ընթացքում հետազոտողները ավելի ու ավելի են գիտակցում ասեղնաձև այրման արտադրության դժվարությունները, ավելացնում են հետազոտական ​​ջանքերը և ստեղծում փոքր և փորձնական փորձարկման կենտրոններ՝ արտադրությունը ուղղորդելու համար փորձարարական տվյալներ ստանալու համար: Ասեղնաձև կոքսի մշակման տեխնոլոգիան անընդհատ կատարելագործվում է՝ աճող պահանջարկը բավարարելու համար: Հումքի և արտադրության մեթոդների տեսանկյունից, աշխարհում նավթի պակասը և ծծմբի պարունակության աճը սահմանափակում են նավթային համակարգի ասեղնաձև կոքսի զարգացումը: Շանդոնգ Յիդա Նյու Մեյթերլ Քո., LTD.-ում կառուցվել և շահագործման է հանձնվել նավթային շարքի ասեղնաձև կոքսի նոր հումքի նախնական մշակման արդյունաբերական արտադրության կենտրոնը, և արտադրվել է նավթային շարքի ասեղնաձև կոքսի գերազանց հումք, որը արդյունավետորեն կբարելավի նավթային շարքի ասեղնաձև կոքսի որակը և արտադրողականությունը: