Centro de Pesquisa e Tecnologia de Engenharia de Processamento de Óleo Pesado Cnooc (Qingdao) Co., LTD
Tecnologia de Manutenção de Equipamentos, Edição 32, 2021
Resumo: O desenvolvimento contínuo da ciência e tecnologia chinesas promoveu o desenvolvimento de diversos setores da sociedade. Ao mesmo tempo, também aumentou efetivamente nossa força econômica e a força nacional em geral. Como parte importante do processo de fabricação de aço em circuitos, o coque agulha é usado principalmente na produção de eletrodos de grafite. Ele desempenha um papel importante na produção de baterias de lítio, bem como na indústria de energia nuclear e na aviação. Com a promoção do conhecimento científico e tecnológico, a otimização e o aprimoramento contínuos da tecnologia de fabricação de aço em fornos elétricos foram promovidos, e os padrões e requisitos correspondentes do coque agulha nos processos de pesquisa, desenvolvimento e produção têm sido constantemente atualizados, a fim de atender aos requisitos do desenvolvimento da produção social. Devido às diferentes matérias-primas utilizadas no processo de produção, o coque agulha é dividido em séries de petróleo e séries de carvão. De acordo com os resultados específicos da aplicação, pode-se observar que o coque agulha da série de petróleo possui atividade química mais forte do que o da série de carvão. Neste artigo, estudamos a situação atual do mercado de agulhas de petróleo e os problemas no processo de pesquisa e produção de tecnologia relevante, além de analisar as dificuldades no desenvolvimento da produção e as dificuldades técnicas relacionadas às agulhas de petróleo.
I. Introdução
O coque agulha desempenha um papel importante na produção de eletrodos de grafite. Diante do cenário atual de desenvolvimento, países desenvolvidos estrangeiros, como Estados Unidos e Japão, iniciaram a pesquisa, o desenvolvimento e a produção de coque agulha mais cedo, e a aplicação de tecnologias relevantes tende a ser mais madura, dominando a principal tecnologia de fabricação de coque agulha de petróleo. Em comparação, a pesquisa e a produção independentes de coque agulha no setor petrolífero começaram mais tarde. No entanto, com o desenvolvimento contínuo da nossa economia de mercado, promovendo a expansão abrangente de diversos setores da indústria, a pesquisa e o desenvolvimento de coque agulha no setor petrolífero avançaram nos últimos anos, concretizando a produção industrial. No entanto, ainda existem algumas lacunas em termos de qualidade e efeito de uso em comparação com produtos importados. Portanto, é necessário esclarecer o atual estágio de desenvolvimento do mercado e as dificuldades técnicas no sistema petrolífero.
Ii. Introdução e análise da aplicação da tecnologia de coque de agulha de petróleo
(1) Análise do estado atual do desenvolvimento do coque de agulhas de petróleo no país e no exterior
A tecnologia de coque de agulha de petróleo teve origem nos Estados Unidos na década de 1950. Mas nosso país está oficialmente aberto
A pesquisa sobre a tecnologia e a fabricação de coque de agulhamento de petróleo teve início no início da década de 1980. Com o apoio da política nacional de pesquisa e desenvolvimento tecnológico, institutos de pesquisa chineses começaram a realizar diversos testes com coque de agulhamento de petróleo e a explorar e pesquisar constantemente uma variedade de métodos de teste. Além disso, na década de 1990, nosso país concluiu inúmeras pesquisas experimentais sobre a preparação de sistemas de agulhamento de petróleo e solicitou a patente da tecnologia relevante. Nos últimos anos, com o apoio de políticas nacionais relevantes, muitas academias de ciências nacionais e empresas relacionadas investiram em pesquisa e desenvolvimento e promoveram o desenvolvimento da produção e da fabricação na indústria. O nível de pesquisa e desenvolvimento da tecnologia de coque de agulhamento de petróleo também está em constante aprimoramento. A principal razão para esse fenômeno é a grande demanda doméstica por coque de agulhamento de petróleo. No entanto, a pesquisa, o desenvolvimento e a fabricação nacionais não conseguem atender à demanda do mercado, e grande parte do mercado interno é ocupada por produtos importados. Em vista da atual situação de desenvolvimento, embora o foco e a atenção atuais para a pesquisa, desenvolvimento e fabricação de tecnologia focada em agulhas de petróleo estejam aumentando, em termos do nível de pesquisa e desenvolvimento de tecnologia, há algumas dificuldades que criam obstáculos relevantes à pesquisa e desenvolvimento de tecnologia, o que leva a uma grande lacuna entre nosso país e os países desenvolvidos.
(2) Análise de aplicação técnica de empresas nacionais de coque de agulha de petróleo
Com base na análise da qualidade dos produtos nacionais e estrangeiros e do efeito da aplicação, pode-se observar que a diferença entre eles na qualidade do coque de agulha de petróleo se deve principalmente à diferença nos dois índices de coeficiente de expansão térmica e distribuição de tamanho de partículas, o que reflete a diferença na qualidade do produto [1]. Essa lacuna de qualidade é causada principalmente pelas dificuldades de produção no processo de fabricação. Combinado com o processo de produção específico e o conteúdo do método do coque de agulha de petróleo, sua principal tecnologia de produção é principalmente para o nível de pré-tratamento de matérias-primas. Atualmente, apenas a Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., a Sinosteel (Anshan) e a Jinzhou Petrochemical realizaram a produção em massa. Em contraste, o sistema de produção e fabricação de coque de agulha de petróleo da Jinzhou Petrochemical Company é relativamente maduro, a capacidade de processamento do dispositivo é continuamente aprimorada e os produtos relacionados produzidos podem atingir o nível médio e alto no mercado, que podem ser usados para eletrodos de fabricação de aço de alta ou ultra-alta potência.
Iii. Análise do mercado doméstico de coque de agulha de petróleo
(1) Com a aceleração da industrialização, a demanda por coque de agulhas está aumentando diariamente
Nosso país é o maior produtor industrial do mundo, o que é decidido principalmente pelo modo de nossa estrutura industrial.
A produção de ferro e aço também é uma das indústrias importantes para promover o desenvolvimento da nossa economia. Nesse contexto, a demanda por agulhamento aumenta a cada dia. No entanto, atualmente, nosso nível de pesquisa e desenvolvimento técnico e nossa capacidade de produção não correspondem à demanda do mercado. O principal motivo é que existem poucas empresas focadas em agulhamento de petróleo que podem realmente produzir padrões de qualidade, e a capacidade de produção é instável. Embora o trabalho de pesquisa e desenvolvimento tecnológico relevante esteja avançando atualmente, há uma grande lacuna no mercado para atender aos requisitos de eletrodos de grafite de alta ou ultra-alta potência, o que leva a obstáculos no controle de qualidade de produtos focados em agulhamento de petróleo. Atualmente, o mercado de coque de agulhamento é dividido em coque de agulhamento de petróleo e coque de agulhamento de carvão. Em contraste, o coque de agulhamento de petróleo é ligeiramente inferior ao coque de agulhamento de carvão, tanto em quantidade de desenvolvimento de projetos quanto em nível de desenvolvimento, o que também é um dos principais motivos que impedem a expansão efetiva do coque de agulhamento de petróleo chinês. Mas, juntamente com a melhoria contínua do nível tecnológico de produção da indústria siderúrgica, a demanda por produção e fabricação de aço para eletrodos de grafite de ultra-alta potência está aumentando. Isso também demonstra que, com a melhoria contínua do nosso nível de desenvolvimento industrial e a aceleração do processo de industrialização, a demanda por coque agulhado será cada vez maior.
(2) Análise do preço flutuante do mercado de coque de agulha
De acordo com o nível atual de desenvolvimento industrial e o ajuste da estrutura industrial e do conteúdo industrial do nosso país, verifica-se que a série de petróleo de coque de medida de agulha é mais adequada para o nosso país do que a série de carvão de coque de medida de agulha, o que agravará ainda mais a situação doméstica de desequilíbrio entre oferta e demanda do coque de medida de agulha, a fim de resolver a situação de desequilíbrio entre oferta e demanda do sistema petrolífero, podemos contar apenas com importações. A partir da análise das características de flutuação de preços dos produtos importados nos últimos anos, pode-se observar que o preço dos produtos de coque de agulha de petróleo importados tem aumentado desde 2014. Portanto, para a indústria nacional, com o aumento da lacuna de oferta e o aumento do preço de importação, o coque de agulha de petróleo se tornará um novo ponto importante de investimento na indústria de coque de agulha da China [2].
Quatro, nossa pesquisa e desenvolvimento de agulhas de óleo e análise de dificuldades de tecnologia de produção
(1) Análise das dificuldades de pré-tratamento da matéria-prima
Através da análise de todo o processo de produção e fabricação de coque de agulha de petróleo, pode-se observar que, para o pré-tratamento de matérias-primas, o petróleo é a principal matéria-prima. Devido à particularidade dos recursos petrolíferos, o petróleo bruto precisa ser extraído no subsolo, e o petróleo bruto em nosso país utilizará vários catalisadores no processo de mineração e processamento, de modo que haverá uma certa quantidade de impurezas nos produtos petrolíferos. Este método de pré-tratamento trará efeitos adversos na produção de coque de agulha de petróleo. Além disso, a composição do próprio petróleo é principalmente hidrocarboneto alifático, o teor de hidrocarboneto aromático é baixo, o que é causado pelas características dos recursos petrolíferos existentes. Deve-se notar que a produção de coque de agulha de petróleo de alta qualidade tem requisitos rigorosos para matérias-primas, com uma alta proporção de teor de hidrocarbonetos aromáticos, e escolhe petróleos com baixo teor de enxofre, oxigênio, asfalteno e outros como matérias-primas, exigindo que a fração mássica de enxofre seja inferior a 0,3%, e a fração mássica de asfalteno seja inferior a 1,0%. No entanto, com base na detecção e análise da composição original, constatou-se que a maior parte do petróleo bruto processado em nosso país pertence ao petróleo bruto com alto teor de enxofre, e a escassez de petróleo adequado para a produção de coque agulha com alto teor de hidrocarbonetos aromáticos. A remoção de impurezas do petróleo apresenta grande dificuldade técnica. Enquanto isso, a Jinzhou Petrochemical, que atualmente possui maior maturidade em P&D e fabricação, necessita de matérias-primas adequadas para a produção de coque agulha no processo de produção e processamento de coque agulha de petróleo. A escassez de matérias-primas e a instabilidade da qualidade são um dos principais fatores que restringem a estabilidade da qualidade do coque agulha [3]. A Shandong Yida New Material Co., Ltd. projetou e adotou o pré-tratamento de matérias-primas para a unidade de produção de coque agulha de petróleo.
Ao mesmo tempo, diversos métodos foram adotados para remover partículas sólidas. Além de selecionar óleo pesado adequado para a produção de coque de agulha, substâncias nocivas presentes na matéria-prima foram removidas antes da coqueificação.
(2) Análise das dificuldades técnicas no processo de coqueamento retardado do coque de agulha de petróleo
A operação de produção de coque de agulha é relativamente complexa, com altos requisitos de controle das variações de temperatura ambiente e da pressão operacional no processo de processamento específico. Uma das dificuldades no processo de coqueificação da produção de coque de agulha é se a pressão, o tempo e a temperatura do coque podem ser controlados de forma verdadeiramente científica e razoável, de modo que o tempo de reação atenda aos requisitos padrão. Ao mesmo tempo, a otimização e o ajuste dos parâmetros do processo de coqueificação e dos padrões operacionais específicos também podem desempenhar um papel importante na otimização e na melhoria da qualidade de toda a produção de coque de agulha.
O principal objetivo da utilização de fornos de aquecimento para operação de mudança de temperatura é realizar a operação padrão de acordo com os padrões no processo de produção de coque de agulha, de modo que a temperatura ambiente possa atingir os parâmetros exigidos. De fato, o processo de mudança de temperatura visa promover a reação de coqueificação, que pode ser realizada em um ambiente lento e de baixa temperatura, enquanto retarda a reação de coqueificação, de modo a alcançar a condensação aromática, garantir o arranjo ordenado das moléculas, garantir que elas possam ser orientadas e solidificadas sob a ação da pressão e promover a estabilidade do estado. O forno de aquecimento é uma operação essencial em todo o processo de produção de coque de agulha de petróleo, e existem certos requisitos e padrões para os parâmetros específicos da faixa de temperatura, que não podem ser inferiores ao limite inferior de 476°C e não podem exceder o limite superior de 500°C. Ao mesmo tempo, deve-se observar que o forno de temperatura variável é um equipamento e instalações de grande porte. Devemos atentar para a uniformidade da qualidade de cada torre de coque agulhado: cada torre no processo de alimentação, devido à temperatura, pressão, velocidade do ar e outros fatores, é alterada, de modo que a torre de coque após a coqueria é irregular, de qualidade média e baixa. Como resolver eficazmente o problema da uniformidade da qualidade do coque agulhado também é um dos problemas que devem ser considerados na produção de coque agulhado.
5. Análise da direção futura do desenvolvimento do coque de agulha de petróleo
(a) Promover a melhoria contínua da qualidade do coque de agulha do sistema petrolífero nacional
A tecnologia e o mercado de foco em agulha têm sido dominados pelos Estados Unidos e Japão. Atualmente, a produção de coque em agulha na China ainda apresenta alguns problemas, como qualidade instável, baixa resistência do coque e muito coque em pó. Embora o coque em agulha produzido tenha sido utilizado na produção de eletrodos de grafite de alta e ultra-alta potência em grandes quantidades, ele não pode ser utilizado na produção de eletrodos de grafite de ultra-alta potência de grande diâmetro em grandes quantidades. Nos últimos anos, nossa pesquisa e desenvolvimento de foco em agulha não pararam, e a qualidade do produto continuará a melhorar. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal mede coque em agulha, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. As unidades de coque em agulha da série Oil atingiram uma escala de 40.000 a 50.000 toneladas/ano e podem operar de forma estável, melhorando constantemente a qualidade.
(2) A procura interna de coque de agulhas de petróleo continua a crescer
O desenvolvimento da indústria siderúrgica exige um grande número de eletrodos de ultra-alta potência e eletrodos de alta potência. Nesse contexto, a demanda por coque agulha para a produção de eletrodos de ultra-alta potência e eletrodos de alta potência está crescendo rapidamente, estimada em cerca de 250.000 toneladas por ano. A produção de aço para fornos elétricos na China é inferior a 10%, e a produção média mundial de aço para fornos elétricos atingiu 30%. Nossa sucata de aço atingiu 160 milhões de toneladas. De acordo com a situação atual, a longo prazo, o desenvolvimento do aço para fornos elétricos é inevitável, e a escassez de fornecimento de coque agulha será inevitável. Portanto, medidas devem ser tomadas para aumentar a fonte de matérias-primas e aprimorar o método de fabricação para atender às necessidades de produção.
(3) A expansão da procura do mercado promove a melhoria do nível de tecnologia de I&D nacional
A lacuna na qualidade e o aumento da demanda por coque de agulha exigem uma aceleração no desenvolvimento do coque de agulha. Durante o desenvolvimento e a produção do coque de agulha, os pesquisadores têm se tornado cada vez mais conscientes das dificuldades na produção do coque de agulha, intensificando os esforços de pesquisa e construindo instalações de teste pequenas e piloto para obter dados experimentais que orientem a produção. A tecnologia de processamento do coque de agulha está em constante aprimoramento para atender à crescente demanda. Do ponto de vista das matérias-primas e dos métodos de fabricação, a escassez mundial de petróleo e o aumento do teor de enxofre restringem o desenvolvimento do coque de agulha para sistemas de óleo. A nova unidade de produção industrial de pré-tratamento de matéria-prima para coque de agulha para sistemas de óleo foi construída e colocada em operação na Shandong Yida New Material Co., LTD., e a excelente matéria-prima de coque de agulha para sistemas de óleo foi produzida, o que efetivamente melhorará a qualidade e a produção do coque de agulha para sistemas de óleo.
Horário da publicação: 07/12/2022