Công ty TNHH Trung tâm nghiên cứu công nghệ chế biến dầu nặng Cnooc (Thanh Đảo)
Công nghệ bảo trì thiết bị, số 32, năm 2021
Tóm tắt: Sự phát triển liên tục của khoa học và công nghệ Trung Quốc đã thúc đẩy sự phát triển của nhiều lĩnh vực trong xã hội. Đồng thời, nó cũng đã nâng cao hiệu quả sức mạnh kinh tế và sức mạnh quốc gia nói chung của chúng ta. Là một phần quan trọng của quy trình luyện thép mạch, cốc kim chủ yếu được sử dụng trong sản xuất điện cực than chì. Nó đóng vai trò quan trọng trong sản xuất các sản phẩm pin lithium, cũng như trong ngành điện hạt nhân và lĩnh vực hàng không. Với sự thúc đẩy của nền tảng khoa học và công nghệ, việc tối ưu hóa và cải tiến liên tục công nghệ luyện thép lò điện đã được thúc đẩy, và các tiêu chuẩn và yêu cầu tương ứng của cốc kim trong quá trình nghiên cứu và phát triển và sản xuất đã được cập nhật liên tục, để tuân thủ các yêu cầu phát triển sản xuất xã hội. Do các nguyên liệu thô khác nhau được sử dụng trong quá trình sản xuất, cốc kim được chia thành loại dầu mỏ và loại than. Theo kết quả ứng dụng cụ thể, có thể thấy rằng cốc kim loại loại dầu mỏ có hoạt tính hóa học mạnh hơn loại than. Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu tình hình hiện tại của thị trường kim tập trung dầu mỏ và các vấn đề trong quá trình nghiên cứu và sản xuất công nghệ liên quan, đồng thời phân tích những khó khăn trong quá trình phát triển sản xuất và các khó khăn kỹ thuật liên quan của kim tập trung dầu mỏ.
I. Giới thiệu
Kim cốc đóng vai trò quan trọng trong sản xuất điện cực than chì. Từ tình hình phát triển hiện tại, các nước phát triển nước ngoài như Hoa Kỳ và Nhật Bản đã bắt đầu sớm hơn trong nghiên cứu và phát triển và sản xuất kim cốc, và việc ứng dụng các công nghệ liên quan có xu hướng trưởng thành và họ đã nắm vững công nghệ sản xuất cốt lõi của kim cốc dầu mỏ. So sánh, nghiên cứu và sản xuất độc lập của kim trong trọng tâm dầu bắt đầu muộn. Nhưng với sự phát triển liên tục của nền kinh tế thị trường của chúng ta, thúc đẩy sự mở rộng toàn diện của các lĩnh vực công nghiệp khác nhau, nghiên cứu và phát triển kim trong trọng tâm dầu mỏ đã có bước đột phá trong những năm gần đây, hiện thực hóa sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, vẫn còn một số khoảng cách về chất lượng và hiệu quả sử dụng so với các sản phẩm nhập khẩu. Do đó, cần phải làm rõ tình trạng phát triển thị trường hiện tại và những khó khăn về kỹ thuật trong hệ thống dầu mỏ.
Ii. Giới thiệu và phân tích ứng dụng công nghệ cốc kim dầu mỏ
(1) Phân tích tình hình phát triển hiện nay của than cốc kim dầu mỏ trong và ngoài nước
Công nghệ cốc kim dầu mỏ có nguồn gốc từ Hoa Kỳ vào những năm 1950. Nhưng đất nước chúng tôi đã chính thức mở cửa
Nghiên cứu về công nghệ và sản xuất cốc kim dầu bắt đầu vào đầu những năm 1980. Dưới sự hỗ trợ của chính sách quốc gia về nghiên cứu và phát triển công nghệ, các viện nghiên cứu Trung Quốc bắt đầu tiến hành nhiều thử nghiệm khác nhau về cốc kim dầu và không ngừng khám phá và nghiên cứu nhiều phương pháp thử nghiệm khác nhau. Ngoài ra, trong những năm 1990, đất nước chúng ta đã hoàn thành rất nhiều nghiên cứu thực nghiệm về việc chế tạo hệ thống kim tập trung dầu mỏ và áp dụng cho công nghệ bằng sáng chế có liên quan. Trong những năm gần đây, với sự hỗ trợ của các chính sách quốc gia có liên quan, nhiều Viện Hàn lâm Khoa học trong nước và các doanh nghiệp liên quan đã đầu tư vào nghiên cứu và phát triển và thúc đẩy sự phát triển của sản xuất và chế tạo trong ngành. Trình độ nghiên cứu và phát triển của công nghệ cốc kim dầu cũng không ngừng được cải thiện. Lý do chính cho hiện tượng này là nhu cầu trong nước đối với cốc kim dầu rất lớn. Tuy nhiên, nghiên cứu và phát triển và sản xuất trong nước không đáp ứng được nhu cầu của thị trường, một phần lớn thị trường trong nước bị chiếm giữ bởi các sản phẩm nhập khẩu. Xét theo tình hình phát triển hiện nay, mặc dù trọng tâm và sự chú ý hiện nay đối với nghiên cứu phát triển và sản xuất công nghệ kim loại dầu khí đang tăng lên, nhưng xét về trình độ nghiên cứu phát triển công nghệ, vẫn còn một số khó khăn khiến cho công tác nghiên cứu phát triển công nghệ có liên quan trở thành trở ngại, dẫn đến khoảng cách lớn giữa nước ta và các nước phát triển.
(2) Phân tích ứng dụng kỹ thuật của doanh nghiệp cốc kim dầu mỏ trong nước
Dựa trên phân tích chất lượng sản phẩm trong và ngoài nước và hiệu quả ứng dụng, có thể thấy rằng sự khác biệt giữa chúng về chất lượng cốc kim dầu mỏ chủ yếu là do sự khác biệt về hai chỉ số hệ số giãn nở nhiệt và phân bố kích thước hạt, phản ánh sự khác biệt về chất lượng sản phẩm [1]. Khoảng cách chất lượng này chủ yếu là do những khó khăn trong quá trình sản xuất. Kết hợp với quy trình sản xuất và phương pháp cụ thể của cốc kim dầu mỏ, công nghệ sản xuất cốt lõi của nó chủ yếu là mức độ xử lý sơ bộ của nguyên liệu thô. Hiện tại, chỉ có Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) và Jinzhou Petrochemical đã thực hiện sản xuất hàng loạt. Ngược lại, hệ thống sản xuất và chế tạo cốc kim dầu mỏ của Công ty Jinzhou Petrochemical tương đối trưởng thành, năng lực xử lý của thiết bị liên tục được cải thiện và các sản phẩm liên quan được sản xuất có thể đạt đến mức trung bình và cao trên thị trường, có thể được sử dụng cho điện cực làm thép công suất cao hoặc siêu cao.
Iii. Phân tích thị trường than cốc kim dầu mỏ trong nước
(1) Với sự tăng tốc của công nghiệp hóa, nhu cầu về than cốc kim ngày càng tăng
Nước ta là nước sản xuất công nghiệp lớn trên thế giới, điều này chủ yếu được quyết định bởi hình thức cơ cấu công nghiệp.
Sản xuất sắt thép cũng là một trong những ngành công nghiệp quan trọng thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế nước ta. Trong bối cảnh này, nhu cầu về kim loại ngày càng tăng. Nhưng hiện nay, trình độ nghiên cứu và phát triển kỹ thuật và năng lực sản xuất của chúng ta chưa đáp ứng được nhu cầu của thị trường. Nguyên nhân chính là do có rất ít doanh nghiệp tập trung vào kim dầu mỏ thực sự có thể sản xuất ra các tiêu chuẩn chất lượng và năng lực sản xuất không ổn định. Mặc dù công tác nghiên cứu và phát triển công nghệ có liên quan hiện đang tiến triển, nhưng muốn đáp ứng điện cực than chì công suất cao hoặc siêu cao và còn khoảng cách lớn, dẫn đến những trở ngại trong việc kiểm soát chất lượng các sản phẩm tập trung vào kim dầu mỏ. Hiện nay, thị trường cốc đo kim được chia thành cốc đo kim dầu mỏ và cốc đo kim than. Ngược lại, cốc đo kim dầu mỏ thấp hơn một chút so với cốc đo kim than về số lượng phát triển dự án hoặc trình độ phát triển, đây cũng là một trong những lý do chính cản trở việc mở rộng hiệu quả của cốc đo kim dầu mỏ của Trung Quốc. Nhưng cùng với sự cải thiện liên tục của trình độ công nghệ sản xuất ngành thép, nhu cầu sản xuất và chế tạo thép đối với điện cực than chì công suất cực cao đang tăng lên. Điều này cũng nhấn mạnh rằng với sự cải thiện liên tục của trình độ phát triển công nghiệp của chúng ta và sự tăng tốc của quá trình công nghiệp hóa, nhu cầu về cốc kim sẽ ngày càng lớn.
(2) Phân tích giá thả nổi của thị trường than cốc kim
Theo trình độ phát triển công nghiệp hiện nay và sự điều chỉnh cơ cấu công nghiệp và hàm lượng công nghiệp của nước ta, có thể thấy rằng loại than cốc đo kim loại dầu mỏ phù hợp với nước ta hơn loại than cốc đo kim loại, điều này sẽ làm trầm trọng thêm tình trạng mất cân bằng cung cầu trong nước đối với than cốc đo kim, để giải quyết tình trạng mất cân bằng cung cầu của hệ thống dầu mỏ, chúng ta chỉ có thể dựa vào nhập khẩu. Từ việc phân tích đặc điểm biến động giá của các sản phẩm nhập khẩu trong những năm gần đây, có thể thấy rằng giá các sản phẩm than cốc đo kim dầu mỏ nhập khẩu đã tăng kể từ năm 2014. Do đó, đối với ngành công nghiệp trong nước, với khoảng cách cung cầu ngày càng tăng và giá nhập khẩu tăng, than cốc đo kim dầu mỏ sẽ trở thành điểm nóng đầu tư mới trong ngành than cốc đo kim của Trung Quốc [2].
Bốn, kim dầu của chúng tôi tập trung nghiên cứu phát triển và sản xuất công nghệ khó khăn phân tích
(1) Phân tích những khó khăn trong quá trình xử lý nguyên liệu thô
Qua phân tích toàn bộ quá trình sản xuất và chế tạo cốc kim dầu mỏ, có thể thấy rằng, đối với quá trình xử lý sơ bộ nguyên liệu, dầu mỏ là nguyên liệu chính, do đặc thù của tài nguyên dầu mỏ, dầu thô cần phải được khai thác dưới lòng đất, và dầu thô dầu mỏ ở nước ta sẽ sử dụng nhiều chất xúc tác khác nhau trong quá trình khai thác và chế biến, do đó sẽ có một lượng tạp chất nhất định trong các sản phẩm dầu mỏ. Phương pháp xử lý sơ bộ này sẽ mang lại những tác động tiêu cực đến quá trình sản xuất cốc kim dầu mỏ. Ngoài ra, thành phần của bản thân dầu mỏ chủ yếu là hydrocarbon aliphatic, hàm lượng hydrocarbon thơm thấp, nguyên nhân là do đặc điểm của tài nguyên dầu mỏ hiện có. Cần lưu ý rằng việc sản xuất cốc kim dầu mỏ chất lượng cao có yêu cầu nghiêm ngặt về nguyên liệu, với tỷ lệ hàm lượng hydrocarbon thơm cao và chọn lưu huỳnh, oxy, asphaltene và dầu mỏ khác thấp làm nguyên liệu, yêu cầu phần khối lượng lưu huỳnh nhỏ hơn 0,3% và phần khối lượng asphaltene nhỏ hơn 1,0%. Tuy nhiên, dựa trên việc phát hiện và phân tích thành phần ban đầu, người ta thấy rằng phần lớn dầu thô được chế biến ở nước ta thuộc loại dầu thô có hàm lượng lưu huỳnh cao và thiếu loại dầu phù hợp để sản xuất cốc kim có hàm lượng hydrocarbon thơm cao. Đây là một khó khăn kỹ thuật lớn để loại bỏ tạp chất trong dầu. Trong khi đó, Jinzhou Petrochemical, hiện đang trưởng thành hơn về R&D và sản xuất, cần nguyên liệu thô phù hợp để sản xuất cốc kim trong quá trình sản xuất và chế biến cốc kim dầu mỏ. Tình trạng thiếu nguyên liệu thô và chất lượng không ổn định là một trong những yếu tố chính hạn chế tính ổn định của chất lượng cốc kim [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. đã thiết kế và áp dụng phương pháp xử lý sơ bộ nguyên liệu thô cho đơn vị sản xuất cốc kim dầu mỏ
Đồng thời, nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng để loại bỏ các hạt rắn. Ngoài việc lựa chọn dầu nặng phù hợp để sản xuất cốc kim, các chất có hại trong nguyên liệu thô đã được loại bỏ trước khi cốc hóa.
(2) Phân tích những khó khăn về mặt kỹ thuật trong quá trình cốc hóa chậm của cốc kim dầu mỏ
Hoạt động sản xuất cốc kim tương đối phức tạp, và có yêu cầu cao về kiểm soát nhiệt độ môi trường thay đổi và áp suất vận hành trong quy trình chế biến cụ thể. Một trong những khó khăn trong quá trình cốc hóa của sản xuất cốc kim là áp suất, thời gian và nhiệt độ của cốc có thể được kiểm soát một cách khoa học và hợp lý hay không, để thời gian phản ứng có thể đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn. Đồng thời, việc tối ưu hóa và điều chỉnh tốt hơn các thông số quy trình cốc hóa và các tiêu chuẩn vận hành cụ thể cũng có thể đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa và cải thiện chất lượng của toàn bộ quá trình sản xuất cốc kim.
Mục đích chính của việc sử dụng lò nung để thay đổi nhiệt độ là để thực hiện hoạt động tiêu chuẩn theo tiêu chuẩn trong quá trình sản xuất cốc kim để nhiệt độ môi trường có thể đạt được các thông số cần thiết. Trên thực tế, quá trình thay đổi nhiệt độ là để thúc đẩy phản ứng cốc hóa có thể được thực hiện trong môi trường nhiệt độ thấp và chậm trong khi làm chậm phản ứng cốc hóa, để đạt được sự ngưng tụ thơm, đảm bảo sự sắp xếp có trật tự của các phân tử, để đảm bảo rằng chúng có thể được định hướng và đông đặc dưới tác động của áp suất và thúc đẩy sự ổn định của trạng thái. Lò nung là một hoạt động thiết yếu trong toàn bộ quá trình sản xuất cốc kim dầu mỏ và có một số yêu cầu và tiêu chuẩn nhất định đối với các thông số phạm vi nhiệt độ cụ thể, không thể thấp hơn giới hạn dưới là 476℃ và không thể vượt quá giới hạn trên là 500℃. Đồng thời, cũng cần lưu ý rằng lò nhiệt độ thay đổi là một thiết bị và cơ sở lớn, chúng ta nên chú ý đến tính đồng nhất về chất lượng của từng tháp cốc kim: mỗi tháp trong quá trình nạp liệu, do nhiệt độ, áp suất, tốc độ không khí và các yếu tố khác thay đổi, vì vậy tháp cốc sau cốc không đồng đều, chất lượng trung bình và thấp. Làm thế nào để giải quyết hiệu quả vấn đề đồng nhất chất lượng của cốc kim cũng là một trong những vấn đề cần được xem xét trong sản xuất cốc kim.
5. Phân tích hướng phát triển tương lai của than cốc kim dầu mỏ
(a) Thúc đẩy việc nâng cao liên tục chất lượng hệ thống kim cốc dầu khí trong nước
Công nghệ và thị trường của kim tập trung đã bị Hoa Kỳ và Nhật Bản thống trị. Hiện tại, trong sản xuất thực tế của kim cốc ở Trung Quốc, vẫn còn một số vấn đề, chẳng hạn như chất lượng không ổn định, độ bền cốc thấp và nhiều cốc bột. Mặc dù kim cốc sản xuất đã được sử dụng trong sản xuất điện cực than chì công suất cao và siêu cao với số lượng lớn, nhưng không thể sử dụng để sản xuất điện cực than chì công suất cực cao đường kính lớn với số lượng lớn. Trong những năm gần đây, nghiên cứu và phát triển kim tập trung của chúng tôi không dừng lại và chất lượng sản phẩm sẽ tiếp tục được cải thiện. Shanxi Hongte Coal Chemical Coke, Sinosteel Coal đo kim cốc, Jinzhou Petrochemical Coke, LTD. Các đơn vị kim cốc loạt dầu đã đạt quy mô 40.000-50.000 tấn / năm và có thể chạy ổn định, không ngừng cải thiện chất lượng.
(2) Nhu cầu trong nước về than cốc kim dầu mỏ tiếp tục tăng
Sự phát triển của ngành công nghiệp sắt thép đòi hỏi một số lượng lớn điện cực công suất cực cao và điện cực công suất cao. Trong bối cảnh này, nhu cầu về cốc kim cho sản xuất điện cực công suất cực cao và điện cực công suất cao đang tăng nhanh chóng, ước tính khoảng 250.000 tấn mỗi năm. Sản lượng thép lò điện của Trung Quốc chưa đến 10%, sản lượng thép lò điện trung bình thế giới đã đạt 30%. Phế liệu thép của chúng ta đã đạt 160 triệu tấn. Theo tình hình hiện tại về lâu dài, sự phát triển của thép lò điện là không thể tránh khỏi, tình trạng thiếu hụt nguồn cung cốc kim là không thể tránh khỏi. Do đó, cần có biện pháp tăng nguồn nguyên liệu thô và cải thiện phương pháp sản xuất để đáp ứng nhu cầu sản xuất.
(3) Việc mở rộng nhu cầu thị trường thúc đẩy nâng cao trình độ công nghệ R&D trong nước
Khoảng cách về chất lượng và nhu cầu gia tăng của kim-sém đòi hỏi phải tăng tốc phát triển kim-sém. Trong quá trình phát triển và sản xuất kim-sém, các nhà nghiên cứu ngày càng nhận thức rõ hơn về những khó khăn trong sản xuất kim-sém, tăng cường nỗ lực nghiên cứu và xây dựng các cơ sở thử nghiệm nhỏ và thí điểm để có được dữ liệu thực nghiệm để hướng dẫn sản xuất. Công nghệ chế biến kim cốc không ngừng được cải tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Về mặt nguyên liệu thô và phương pháp sản xuất, tình trạng thiếu hụt dầu mỏ trên thế giới và hàm lượng lưu huỳnh ngày càng tăng đã hạn chế sự phát triển của kim cốc hệ thống dầu. Cơ sở sản xuất công nghiệp tiền xử lý nguyên liệu thô mới của kim cốc loạt dầu đã được xây dựng và đưa vào hoạt động tại Công ty TNHH Vật liệu mới Yida Sơn Đông, và nguyên liệu kim cốc loạt dầu tuyệt vời đã được sản xuất, điều này sẽ cải thiện hiệu quả chất lượng và sản lượng của kim cốc loạt dầu.
Thời gian đăng: 07-12-2022