حالة السوق وصعوبات تكنولوجيا الإنتاج لفحم الكوك في النظام البترولي

Cnooc (Qingdao) مركز أبحاث تكنولوجيا هندسة معالجة النفط الثقيل المحدودة

تكنولوجيا صيانة المعدات العدد 32 سنة 2021

الملخص: أدى التطور المستمر للعلوم والتكنولوجيا الصينية إلى تعزيز تنمية مختلف قطاعات المجتمع. وفي الوقت نفسه، عزز ذلك بشكل فعال قوتنا الاقتصادية وقوتنا الوطنية الشاملة. كجزء مهم من عملية صناعة الصلب للدائرة، يتم استخدام فحم الكوك بشكل رئيسي في إنتاج أقطاب الجرافيت. وتلعب دورًا مهمًا في إنتاج منتجات بطاريات الليثيوم، وكذلك في صناعة الطاقة النووية ومجالات الطيران. مع تعزيز خلفية العلم والتكنولوجيا، تم تعزيز التحسين والتحسين المستمر لتكنولوجيا صناعة الصلب في الفرن الكهربائي، وتم تحديث المعايير والمتطلبات المقابلة لفحم الكوك في عملية البحث والتطوير والإنتاج باستمرار، من أجل - تلبية متطلبات تنمية الإنتاج الاجتماعي. نظرًا لاختلاف المواد الخام المستخدمة في عملية الإنتاج، يتم تقسيم فحم الكوك إلى سلسلة بترولية وسلسلة فحم. وفقًا لنتائج التطبيق المحددة، يمكن ملاحظة أن فحم الكوك الإبري من السلسلة البترولية له نشاط كيميائي أقوى من سلسلة الفحم. في هذه الورقة، ندرس الوضع الحالي لسوق التركيز على الإبرة البترولية والمشاكل في عملية البحث والإنتاج للتكنولوجيا ذات الصلة، ونحلل الصعوبات في تطوير الإنتاج والصعوبات الفنية ذات الصلة بالتركيز على الإبرة البترولية.

أولا: مقدمة

يلعب فحم الكوك دورًا مهمًا في إنتاج قطب الجرافيت. من وضع التطوير الحالي، بدأت الدول المتقدمة الأجنبية مثل الولايات المتحدة واليابان في وقت سابق في البحث والتطوير وإنتاج فحم الكوك، ويميل تطبيق التقنيات ذات الصلة إلى النضج، وقد أتقنوا تكنولوجيا التصنيع الأساسية فحم الكوك إبرة البترول. وبالمقارنة، فإن البحث المستقل وإنتاج الإبرة في مجال التركيز على النفط يبدأ في وقت متأخر. ولكن مع التطوير المستمر لاقتصاد السوق لدينا، وتعزيز التوسع الشامل في مختلف مجالات الصناعة، حقق البحث والتطوير في التركيز على النفط تقدمًا كبيرًا في السنوات الأخيرة، مما أدى إلى تحقيق الإنتاج الصناعي. ومع ذلك، لا تزال هناك بعض الفجوات في الجودة وتأثير الاستخدام مقارنة بالمنتجات المستوردة. لذلك، من الضروري توضيح الوضع الحالي لتطور السوق والصعوبات الفنية في النظام البترولي.

ثانيا. مقدمة وتحليل تطبيق تكنولوجيا فحم الكوك إبرة البترول

(1) تحليل حالة التطوير الحالية لفحم الكوك البترولي في الداخل والخارج

نشأت تكنولوجيا فحم الكوك بالإبرة البترولية في الولايات المتحدة في الخمسينيات من القرن الماضي. لكن بلادنا مفتوحة رسميًا

بدأت الأبحاث حول تكنولوجيا وتصنيع فحم الكوك بالإبرة البترولية في أوائل الثمانينات. في ظل دعم السياسة الوطنية للبحث والتطوير التكنولوجي، بدأت معاهد الأبحاث الصينية في إجراء اختبارات مختلفة على فحم الكوك البترولي واستكشاف وبحث مجموعة متنوعة من طرق الاختبار بشكل مستمر. بالإضافة إلى ذلك، في التسعينيات، أكملت بلادنا الكثير من الأبحاث التجريبية حول تحضير النظام البترولي الذي يركز على الإبرة، وتقدمت بطلب للحصول على تكنولوجيا براءات الاختراع ذات الصلة. في السنوات الأخيرة، وبدعم من السياسات الوطنية ذات الصلة، استثمرت العديد من أكاديمية العلوم المحلية والمؤسسات ذات الصلة في البحث والتطوير وعززت تطوير الإنتاج والتصنيع داخل الصناعة. كما أن مستوى البحث والتطوير لتكنولوجيا فحم الإبرة البترولية يتحسن باستمرار. السبب الرئيسي لهذه الظاهرة هو وجود طلب محلي كبير على فحم الكوك البترولي. ومع ذلك، البحث والتطوير والتصنيع المحلي لا يمكن أن تلبي الطلب في السوق، وجزء كبير من السوق المحلية تحتلها المنتجات المستوردة. في ضوء وضع التطوير الحالي، على الرغم من أن التركيز الحالي والاهتمام بالبحث والتطوير والتصنيع التكنولوجي الذي يركز على إبرة البترول آخذ في الازدياد، من حيث مستوى البحث والتطوير التكنولوجي، هناك بعض الصعوبات التي تجعل أبحاث التكنولوجيا ذات الصلة ومعوقات التنمية، مما يؤدي إلى فجوة كبيرة بين بلادنا والدول المتقدمة.

(2) تحليل التطبيقات الفنية لمؤسسات فحم الكوك ذات إبرة البترول المحلية

استنادا إلى تحليل جودة المنتجات المحلية والأجنبية وتأثير التطبيق، يمكن ملاحظة أن الفرق بينهما في جودة فحم الكوك الإبرة النفطية يرجع بشكل رئيسي إلى الاختلاف في مؤشري معامل التمدد الحراري وتوزيع حجم الجسيمات، والذي يعكس الفرق في جودة المنتج [1]. ترجع فجوة الجودة بشكل رئيسي إلى صعوبات الإنتاج في عملية التصنيع. إلى جانب عملية الإنتاج المحددة ومحتوى طريقة فحم الكوك البترولي، فإن تكنولوجيا الإنتاج الأساسية الخاصة بها مخصصة بشكل أساسي لمستوى المعالجة المسبقة للمواد الخام. في الوقت الحاضر، فقط Shanxi Hongte Chemical Co., LTD. وSinosteel (Anshan) وJinzhou Petrochemical هي التي حققت الإنتاج الضخم. في المقابل، فإن نظام إنتاج وتصنيع فحم الكوك البترولي التابع لشركة جينتشو للبتروكيماويات ناضج نسبيًا، ويتم تحسين قدرة المعالجة للجهاز بشكل مستمر، ويمكن أن تصل المنتجات ذات الصلة المنتجة إلى المستوى المتوسط ​​والعالي في السوق، والتي يمكن استخدامها لمستويات عالية - أقطاب صنع الصلب ذات الطاقة العالية أو فائقة الطاقة.

ثالثا. تحليل سوق فحم الكوك إبرة البترول المحلية

(1) مع تسارع التصنيع، يتزايد الطلب على فحم الكوك يوميا

إن بلدنا هو أكبر بلد إنتاج صناعي في العالم، وهو ما يتم تحديده بشكل أساسي من خلال نمط هيكلنا الصناعي.

يعد إنتاج الحديد والصلب أيضًا أحد الصناعات المهمة لتعزيز تنمية اقتصادنا. وفي ظل هذه الخلفية، يتزايد الطلب على الوخز بالإبر كل يوم. ولكن في الوقت الحاضر، مستوى البحث والتطوير التقني والقدرة الإنتاجية لدينا لا يتطابقان مع طلب السوق. السبب الرئيسي هو أن هناك عددًا قليلاً من الشركات التي تركز على الإبر البترولية والتي يمكنها بالفعل إنتاج معايير الجودة، والقدرة الإنتاجية غير مستقرة. على الرغم من أن أعمال البحث والتطوير في مجال التكنولوجيا ذات الصلة تتقدم في الوقت الحاضر، إلا أنها ترغب في تلبية قطب الجرافيت عالي الطاقة أو عالي الطاقة وهناك فجوة كبيرة، مما يؤدي إلى عقبات في مراقبة جودة المنتجات التي تركز على الإبرة البترولية. في الوقت الحاضر، ينقسم سوق فحم الكوك قياس الإبرة إلى فحم الكوك قياس الإبرة البترولية وفحم الكوك قياس إبرة الفحم. على النقيض من ذلك، فإن فحم الكوك البترولي أقل قليلاً من فحم الكوك البترولي القياسي سواء من حيث كمية تطوير المشروع أو مستوى التطوير، وهو أيضًا أحد الأسباب الرئيسية لعرقلة التوسع الفعال لفحم الكوك البترولي الصيني. ولكن إلى جانب التحسين المستمر لمستوى تكنولوجيا إنتاج صناعة الصلب، فإن إنتاج الصلب والطلب على التصنيع لأقطاب الجرافيت فائقة الطاقة آخذ في الازدياد. وهذا يسلط الضوء أيضًا على أنه مع التحسين المستمر لمستوى التنمية الصناعية لدينا وتسريع عملية التصنيع، فإن الطلب على فحم الكوك سيكون كبيرًا بشكل متزايد.

(2) تحليل السعر العائم لسوق فحم الكوك

وفقًا للمستوى الحالي للتنمية الصناعية وتعديل الهيكل الصناعي والمحتوى الصناعي لبلدنا، فقد وجد أن السلسلة البترولية من فحم الكوك مقاس الإبرة أكثر ملاءمة لبلدنا من سلسلة الفحم من فحم الكوك مقاس الإبرة، والتي سوف مما يزيد من تفاقم الوضع الداخلي من عدم التوازن بين العرض والطلب من فحم الكوك إبرة التدبير، ومن أجل حل حالة عدم التوازن بين العرض والطلب في النظام البترولي، لا يمكننا الاعتماد إلا على الواردات. من تحليل خصائص تقلب أسعار المنتجات المستوردة في السنوات الأخيرة، يمكن ملاحظة أن سعر منتجات فحم الكوك البترولي المستورد آخذ في الارتفاع منذ عام 2014. لذلك، بالنسبة للصناعة المحلية، مع زيادة فجوة العرض وارتفاع الواردات السعر، سيصبح فحم الكوك البترولي نقطة جذب جديدة للاستثمار في صناعة فحم الكوك الإبري في الصين [2].

أربعة، لدينا إبرة النفط التركيز على البحث والتطوير وتحليل صعوبات تكنولوجيا الإنتاج

(1) تحليل صعوبات المعالجة المسبقة للمواد الخام

من خلال تحليل العملية الكاملة لإنتاج وتصنيع فحم الكوك البترولي، يمكن ملاحظة أن البترول هو المادة الخام الرئيسية للمعالجة المسبقة للمواد الخام، ونظرًا لخصوصية الموارد البترولية، يحتاج النفط الخام إلى المعالجة المسبقة للمواد الخام. يتم استخراجه تحت الأرض، وسيستخدم النفط الخام في بلدنا محفزات مختلفة في عملية التعدين والمعالجة، بحيث تكون هناك كمية معينة من الشوائب في المنتجات البترولية. ستؤدي طريقة المعالجة المسبقة هذه إلى إحداث تأثيرات عكسية على إنتاج فحم الكوك البترولي. بالإضافة إلى ذلك، فإن تكوين النفط نفسه يتكون في الغالب من الهيدروكربونات الأليفاتية، ومحتوى الهيدروكربونات العطرية منخفض، وذلك بسبب خصائص الموارد البترولية الموجودة. تجدر الإشارة إلى أن إنتاج فحم الكوك البترولي عالي الجودة له متطلبات صارمة للمواد الخام، مع نسبة عالية من محتوى الهيدروكربونات العطرية، ويتم اختيار نسبة منخفضة من الكبريت والأكسجين والإسفلت وغيرها من المواد البترولية كمواد خام، مما يتطلب الجزء الكتلي الكبريت أقل من 0.3%، والجزء الكتلي من الأسفلتين أقل من 1.0%. ومع ذلك، وبالاستناد إلى كشف وتحليل التركيبة الأصلية، تبين أن معظم النفط الخام المعالج في بلادنا ينتمي إلى النفط الخام عالي الكبريت، وعدم وجود زيت مناسب لإنتاج فحم الكوك ذو نسبة عالية من الهيدروكربون العطري. محتوى. إنها صعوبة فنية كبيرة لإزالة الشوائب الموجودة في الزيت. وفي الوقت نفسه، فإن جينتشو للبتروكيماويات، التي هي أكثر نضجًا في مجال البحث والتطوير والتصنيع في الوقت الحاضر، تتطلب المواد الخام المناسبة لإنتاج فحم الكوك الموجه بالإبرة في عملية إنتاج ومعالجة فحم الكوك الموجه بالإبرة البترولية. يعد النقص في المواد الخام وعدم استقرار الجودة أحد العوامل الرئيسية التي تحد من استقرار جودة فحم الكوك الموجه بالإبرة [3]. قامت شركة Shandong Yida New Material Co., Ltd. بتصميم واعتماد المعالجة المسبقة للمواد الخام لوحدة إنتاج فحم الكوك البترولي

وفي الوقت نفسه، تم اعتماد مجموعة متنوعة من الأساليب لإزالة الجسيمات الصلبة. بالإضافة إلى اختيار الزيت الثقيل المناسب لإنتاج فحم الكوك، تمت إزالة المواد الضارة في المواد الخام قبل فحم الكوك.

(2) تحليل الصعوبات الفنية في عملية التفحيم المتأخرة لفحم الكوك البترولي

إن عملية إنتاج فحم الكوك معقدة نسبيًا، وهناك متطلبات عالية للتحكم في التغيرات في درجات الحرارة البيئية وضغط التشغيل في عملية المعالجة المحددة. إحدى الصعوبات في عملية فحم الكوك لإنتاج فحم الكوك هي ما إذا كان من الممكن التحكم في ضغط فحم الكوك ووقته ودرجة حرارته بشكل علمي ومعقول، بحيث يمكن أن يلبي وقت التفاعل المتطلبات القياسية. في الوقت نفسه، يمكن أن يلعب التحسين والتعديل الأفضل لمعلمات عملية فحم الكوك ومعايير التشغيل المحددة أيضًا دورًا مهمًا في تحسين وتحسين جودة إنتاج فحم الكوك بالكامل.

الغرض الرئيسي من استخدام فرن التسخين لعملية تغيير درجة الحرارة هو تنفيذ التشغيل القياسي وفقًا للمعيار في عملية إنتاج فحم الكوك بحيث يمكن أن تصل درجة الحرارة المحيطة إلى المعلمات المطلوبة. في الواقع، تهدف عملية تغيير درجة الحرارة إلى تعزيز تفاعل فحم الكوك، ويمكن تنفيذه في بيئة بطيئة ومنخفضة الحرارة مع تأخير تفاعل فحم الكوك، وذلك لتحقيق التكثيف العطري، وضمان الترتيب المرتب للجزيئات، والتأكد من قدرتها على ذلك يتم توجيهها وترسيخها تحت تأثير الضغوط، وتعزيز استقرار الدولة. يعد فرن التسخين عملية أساسية في عملية إنتاج فحم الكوك البترولي بالكامل، وهناك متطلبات ومعايير معينة لمعلمات نطاق درجة الحرارة المحددة، والتي لا يمكن أن تكون أقل من الحد الأدنى البالغ 476 درجة مئوية ولا يمكن أن تتجاوز الحد الأعلى وهو 500 درجة مئوية. . في الوقت نفسه، تجدر الإشارة أيضًا إلى أن فرن درجة الحرارة المتغيرة عبارة عن معدات ومرافق كبيرة، ويجب أن ننتبه إلى توحيد جودة كل برج من فحم الكوك الإبرة: كل برج في عملية التغذية، بسبب درجة الحرارة يتم تغيير الضغط وسرعة الهواء وعوامل أخرى، وبالتالي فإن برج فحم الكوك بعد فحم الكوك يكون متفاوتًا ومتوسطًا وأقل جودة. إن كيفية حل مشكلة توحيد جودة فحم الكوك بشكل فعال هي أيضًا إحدى المشكلات التي يجب أخذها في الاعتبار عند إنتاج فحم الكوك الإبري.

5. تحليل اتجاه التطوير المستقبلي لفحم الكوك البترولي

(أ) تعزيز التحسين المستمر لجودة فحم الكوك في النظام البترولي المحلي

لقد سيطرت الولايات المتحدة واليابان على تكنولوجيا وسوق التركيز على الإبرة. في الوقت الحاضر، في الإنتاج الفعلي لفحم الكوك في الصين، لا تزال هناك بعض المشاكل، مثل الجودة غير المستقرة، وقوة فحم الكوك المنخفضة، والكثير من فحم الكوك المسحوق. على الرغم من أن فحم الكوك المُنتج قد تم استخدامه في إنتاج أقطاب الجرافيت عالية الطاقة وفائقة الطاقة بكميات كبيرة، إلا أنه لا يمكن استخدامه في إنتاج أقطاب الجرافيت ذات القطر الكبير وفائقة الطاقة بكميات كبيرة. في السنوات الأخيرة، لم يتوقف بحثنا وتطويرنا للتركيز على الإبرة، وسوف تستمر جودة المنتج في التحسن. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD.، Sinosteel Coal قياس إبرة فحم الكوك، Jinzhou Petrochemical Co., LTD. وصلت وحدات فحم الكوك الإبرة من سلسلة الزيت إلى نطاق 40.000-50.000 طن/سنة، ويمكن تشغيلها بثبات، وتحسين الجودة باستمرار.

(2) يستمر الطلب المحلي على فحم الكوك البترولي في النمو

يتطلب تطوير صناعة الحديد والصلب عددًا كبيرًا من الأقطاب الكهربائية فائقة الطاقة والأقطاب الكهربائية عالية الطاقة. في هذا السياق، يتزايد الطلب على فحم الكوك لإنتاج الأقطاب الكهربائية ذات الطاقة العالية جدًا وإنتاج الأقطاب الكهربائية عالية الطاقة بسرعة، ويقدر بحوالي 250,000 طن سنويًا. إن إنتاج فولاذ الأفران الكهربائية في الصين أقل من 10%، وقد وصل متوسط ​​الإنتاج العالمي من فولاذ الأفران الكهربائية إلى 30%. وصلت خردة الفولاذ لدينا إلى 160 مليون طن. وفقًا للوضع الحالي، على المدى الطويل، فإن تطوير فولاذ الفرن الكهربائي أمر لا مفر منه، وسيكون النقص في إمدادات فحم الكوك أمرًا لا مفر منه. ولذلك ينبغي اتخاذ التدابير اللازمة لزيادة مصدر المواد الخام وتحسين طريقة التصنيع لتلبية احتياجات الإنتاج.

(3) التوسع في الطلب في السوق يعزز تحسين مستوى تكنولوجيا البحث والتطوير المحلي

تتطلب الفجوة في الجودة وزيادة الطلب على حرق الإبرة تسريعًا في تطوير حرق الإبرة. أثناء تطوير وإنتاج إبرة الحرق، أصبح الباحثون أكثر وعيًا بالصعوبات في إنتاج مادة حرق الإبرة، وزيادة الجهود البحثية، وبناء مرافق اختبار صغيرة وتجريبية للحصول على البيانات التجريبية لتوجيه الإنتاج. يتم باستمرار تحسين تكنولوجيا معالجة فحم الكوك لتلبية الطلب المتزايد. من وجهة نظر المواد الخام وطرق التصنيع، فإن النقص العالمي في النفط وزيادة محتوى الكبريت يعيق تطوير نظام النفط لفحم الكوك. تم بناء منشأة الإنتاج الصناعي الجديدة للمعالجة المسبقة للمواد الخام لفحم الكوك الإبري من سلسلة الزيت وتشغيلها في Shandong Yida New Material Co., LTD.، وتم إنتاج المواد الخام الممتازة لفحم الكوك من سلسلة الزيت، مما سيحسن بشكل فعال جودة وإنتاج سلسلة زيت فحم الكوك.