Centro de Investigación de Tecnología de Ingeniería de Procesamiento de Petróleo Pesado Cnooc (Qingdao) Co., LTD
Tecnología de Mantenimiento de Equipos, Número 32, 2021
Resumen: El continuo desarrollo de la ciencia y la tecnología chinas ha impulsado el desarrollo de diversos sectores de la sociedad. Al mismo tiempo, ha mejorado eficazmente nuestra fortaleza económica y la del país en general. Como parte importante del proceso de fabricación de acero para circuitos, el coque de aguja se utiliza principalmente en la producción de electrodos de grafito. Desempeña un papel importante en la producción de baterías de litio, así como en la industria nuclear y la aviación. Con el fomento de la ciencia y la tecnología, se ha promovido la optimización y mejora continuas de la tecnología de fabricación de acero en hornos eléctricos, y los estándares y requisitos correspondientes del coque de aguja en los procesos de investigación, desarrollo y producción se han actualizado constantemente para cumplir con las exigencias del desarrollo de la producción social. Debido a las diferentes materias primas utilizadas en el proceso de producción, el coque de aguja se divide en coque de petróleo y coque de carbón. Según los resultados de la aplicación específica, se puede observar que el coque de aguja de petróleo presenta una mayor actividad química que el de carbón. En este artículo, estudiamos la situación actual del mercado de enfoque de aguja de petróleo y los problemas en el proceso de investigación y producción de tecnología relevante, y analizamos las dificultades en el desarrollo de la producción y las dificultades técnicas relacionadas con el enfoque de aguja de petróleo.
I. Introducción
El coque de aguja desempeña un papel importante en la producción de electrodos de grafito. En la situación actual, países desarrollados como Estados Unidos y Japón se adelantaron en la investigación, el desarrollo y la producción de coque de aguja, y la aplicación de las tecnologías pertinentes ha tendido a ser madura, dominando la tecnología básica de fabricación del coque de aguja de petróleo. En comparación, la investigación y la producción independientes de coque de aguja en el petróleo comenzaron más tarde. Sin embargo, con el continuo desarrollo de nuestra economía de mercado, que promueve la expansión integral de diversos sectores industriales, la investigación y el desarrollo de coque de aguja en el petróleo ha logrado avances significativos en los últimos años, logrando la producción industrial. Sin embargo, aún existen algunas deficiencias en la calidad y la eficacia de uso en comparación con los productos importados. Por lo tanto, es necesario aclarar el estado actual del desarrollo del mercado y las dificultades técnicas del sector petrolero.
Ii. Introducción y análisis de la aplicación de la tecnología de coque de aguja de petróleo.
(1) Análisis del estado actual de desarrollo del coque de aguja de petróleo en el país y en el extranjero.
La tecnología del coque de aguja de petróleo se originó en Estados Unidos en la década de 1950. Pero nuestro país está oficialmente abierto
La investigación sobre la tecnología y la fabricación de coque de aguja de petróleo comenzó a principios de la década de 1980. Con el apoyo de la política nacional de investigación y desarrollo tecnológico, los institutos de investigación chinos comenzaron a realizar diversas pruebas con coque de aguja de petróleo y a explorar e investigar constantemente diversos métodos de prueba. Además, en la década de 1990, nuestro país completó una gran cantidad de investigación experimental sobre la preparación del sistema de aguja de petróleo y solicitó la tecnología de patente correspondiente. En los últimos años, con el apoyo de las políticas nacionales pertinentes, muchas academias de ciencias nacionales y empresas relacionadas han invertido en investigación y desarrollo y promovido el desarrollo de la producción y la fabricación dentro de la industria. El nivel de investigación y desarrollo de la tecnología de coque de aguja de petróleo también está en constante mejora. La principal razón de este fenómeno es la gran demanda interna de coque de aguja de petróleo. Sin embargo, la investigación, el desarrollo y la fabricación nacionales no pueden satisfacer la demanda del mercado, y una gran parte del mercado nacional está ocupado por productos importados. En vista de la actual situación de desarrollo, aunque el enfoque y la atención actuales para la investigación y el desarrollo de tecnología de enfoque de aguja de petróleo y la fabricación están aumentando, en términos del nivel de investigación y desarrollo de tecnología, existen algunas dificultades que hacen que la investigación y el desarrollo de tecnología relevante sean obstáculos, lo que conduce a una gran brecha entre nuestro país y los países desarrollados.
(2) Análisis de la aplicación técnica de las empresas nacionales de coque de aguja de petróleo
Con base en el análisis de la calidad de los productos nacionales y extranjeros y el efecto de la aplicación, se puede ver que la diferencia entre ellos en la calidad del coque de aguja de petróleo se debe principalmente a la diferencia en los dos índices de coeficiente de expansión térmica y distribución del tamaño de partícula, lo que refleja la diferencia en la calidad del producto [1]. Esta brecha de calidad se debe principalmente a las dificultades de producción en el proceso de fabricación. Combinado con el proceso de producción específico y el contenido del método del coque de aguja de petróleo, su tecnología de producción principal es principalmente para el nivel de pretratamiento de las materias primas. En la actualidad, solo Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Anshan) y Jinzhou Petrochemical han logrado la producción en masa. Por el contrario, el sistema de producción y fabricación de coque de aguja de petróleo de Jinzhou Petrochemical Company es relativamente maduro, la capacidad de procesamiento del dispositivo se mejora continuamente y los productos relacionados producidos pueden alcanzar el nivel medio y alto en el mercado, que puede usarse para electrodos de fabricación de acero de alta o ultra alta potencia.
iii. Análisis del mercado nacional de coque de aguja de petróleo
(1) Con la aceleración de la industrialización, la demanda de coque de aguja aumenta día a día.
Nuestro país es el mayor país de producción industrial del mundo, lo que se determina principalmente por el modelo de nuestra estructura industrial.
La producción de hierro y acero es una de las industrias más importantes para el desarrollo de nuestra economía. En este contexto, la demanda de productos de punción aumenta a diario. Sin embargo, actualmente, nuestro nivel de investigación y desarrollo técnico y nuestra capacidad de producción no se ajustan a la demanda del mercado. Esto se debe principalmente a la escasez de empresas especializadas en punción de petróleo que puedan producir con estándares de calidad, y a la inestabilidad de nuestra capacidad de producción. Si bien la investigación y el desarrollo tecnológico están avanzando, existe una gran brecha en el mercado de electrodos de grafito de alta o ultraalta potencia, lo que dificulta el control de calidad de estos productos. Actualmente, el mercado del coque de aguja se divide en coque de aguja de petróleo y coque de aguja de carbón. Por el contrario, el coque de aguja de petróleo presenta un rendimiento ligeramente inferior al del coque de aguja de carbón, tanto en términos de cantidad de proyectos como de nivel de desarrollo, lo que constituye una de las principales razones que dificultan la expansión del coque de aguja de petróleo en China. Sin embargo, junto con la mejora continua de la tecnología de producción de la industria siderúrgica, la demanda de electrodos de grafito de ultraalta potencia para la producción y fabricación de acero está en aumento. Esto también demuestra que, con la mejora continua de nuestro nivel de desarrollo industrial y la aceleración del proceso de industrialización, la demanda de coque de aguja será cada vez mayor.
(2) Análisis del precio flotante del mercado de coque de aguja
De acuerdo con el nivel actual de desarrollo industrial y la adaptación de la estructura y el contenido industrial de nuestro país, se ha constatado que la coquización de aguja a base de petróleo es más adecuada que la de coquización de aguja a base de carbón, lo que agravará aún más la situación interna de desequilibrio entre la oferta y la demanda de coquización de aguja. Para resolver este desequilibrio en el sistema petrolero, solo podemos recurrir a las importaciones. Del análisis de las características de fluctuación de precios de los productos importados en los últimos años, se puede observar que el precio de los productos de coque de aguja de petróleo importados ha estado en aumento desde 2014. Por lo tanto, para la industria nacional, con el aumento de la brecha de oferta y el aumento del precio de las importaciones, el coque de aguja de petróleo se convertirá en un nuevo foco de inversión en la industria del coque de aguja de China [2].
En cuarto lugar, nuestro enfoque en la investigación y el desarrollo de agujas de aceite y el análisis de las dificultades de la tecnología de producción.
(1) Análisis de las dificultades del pretratamiento de la materia prima
El análisis de todo el proceso de producción y fabricación de coque de aguja de petróleo muestra que, para el pretratamiento de las materias primas, el petróleo es la principal. Debido a las particularidades de los recursos petrolíferos, el petróleo crudo debe extraerse de forma subterránea, y en nuestro país se utilizan diversos catalizadores durante su extracción y procesamiento, lo que genera cierta cantidad de impurezas en los productos derivados del petróleo. Este método de pretratamiento perjudica la producción de coque de aguja de petróleo. Además, la composición del petróleo es predominantemente de hidrocarburos alifáticos, con un bajo contenido de hidrocarburos aromáticos, debido a las características de los recursos petrolíferos existentes. Cabe destacar que la producción de coque de aguja de petróleo de alta calidad exige materias primas con un alto contenido de hidrocarburos aromáticos, y se utilizan materias primas con bajo contenido de azufre, oxígeno, asfaltenos y otros derivados del petróleo. La fracción másica de azufre debe ser inferior al 0,3 % y la de asfaltenos, inferior al 1,0 %. Sin embargo, con base en la detección y análisis de la composición original, se ha descubierto que la mayor parte del petróleo crudo procesado en nuestro país es de alto contenido de azufre, y existe una escasez de petróleo apto para la producción de coque de aguja con alto contenido de hidrocarburos aromáticos. La eliminación de impurezas del petróleo supone una gran dificultad técnica. Por otro lado, Jinzhou Petrochemical, empresa con mayor experiencia en I+D y fabricación, requiere materias primas aptas para la producción de coque de aguja orientado en su proceso de producción y procesamiento. La escasez de materias primas y la inestabilidad de la calidad son uno de los principales factores que limitan la estabilidad de la calidad del coque de aguja orientado [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. diseñó e implementó el pretratamiento de materias primas para la unidad de producción de coque de aguja orientado en petróleo.
Al mismo tiempo, se adoptaron diversos métodos para eliminar las partículas sólidas. Además de seleccionar petróleo pesado apto para la producción de coque de aguja, se eliminaron las sustancias nocivas de las materias primas antes de la coquización.
(2) Análisis de las dificultades técnicas en el proceso de coquización retardada del coque de aguja de petróleo
La producción de coque de aguja es relativamente compleja y exige un control riguroso de los cambios de temperatura ambiental y la presión de operación en el proceso de procesamiento específico. Una de las dificultades en el proceso de coquización de coque de aguja es si la presión, el tiempo y la temperatura del coque se pueden controlar de forma científica y razonable, de modo que el tiempo de reacción cumpla con los requisitos estándar. Al mismo tiempo, una mejor optimización y ajuste de los parámetros del proceso de coquización y de los estándares operativos específicos también puede contribuir significativamente a la optimización y mejora de la calidad de toda la producción de coque de aguja.
El objetivo principal del uso de hornos de calentamiento para la operación de cambio de temperatura es realizar una operación estándar de acuerdo con la norma en el proceso de producción de coque de aguja, de modo que la temperatura ambiente alcance los parámetros requeridos. De hecho, el proceso de cambio de temperatura promueve que la reacción de coquización se lleve a cabo en un entorno lento y de baja temperatura, a la vez que se retrasa, para lograr la condensación aromática, asegurar la disposición ordenada de las moléculas, asegurar su orientación y solidificación bajo presión y promover la estabilidad del estado. El horno de calentamiento es una operación esencial en todo el proceso de producción de coque de aguja de petróleo, y existen ciertos requisitos y normas para los parámetros específicos del rango de temperatura, que no pueden ser inferiores al límite inferior de 476 ℃ ni superiores al límite superior de 500 ℃. Al mismo tiempo, cabe destacar que el horno de temperatura variable es un equipo e instalaciones de gran tamaño, por lo que es fundamental prestar atención a la uniformidad de la calidad de cada torre de coque de aguja. Debido a la temperatura, la presión, la velocidad del aire y otros factores, cada torre durante el proceso de alimentación varía, lo que resulta en una calidad desigual y de calidad media o baja. La solución eficaz para la uniformidad de la calidad del coque de aguja es también uno de los aspectos a considerar en la producción de este producto.
5. Análisis de la futura dirección de desarrollo del coque de aguja de petróleo
(a) Promover la mejora continua de la calidad del coque de aguja del sistema petrolero nacional.
La tecnología y el mercado del coque de aguja han estado dominados por Estados Unidos y Japón. Actualmente, la producción de coque de aguja en China aún presenta problemas como la calidad inestable, la baja resistencia del coque y la gran cantidad de coque en polvo. Si bien el coque de aguja producido se ha utilizado en la producción de electrodos de grafito de alta y ultraalta potencia en grandes cantidades, no puede utilizarse en la producción de electrodos de grafito de ultraalta potencia de gran diámetro en grandes cantidades. En los últimos años, la investigación y el desarrollo del coque de aguja no se han detenido, y la calidad del producto seguirá mejorando. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal mide el coque de aguja, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Las unidades de coque de aguja de la serie Oil han alcanzado una capacidad de 40 000 a 50 000 toneladas anuales, y pueden operar de forma estable, mejorando constantemente la calidad.
(2) La demanda interna de coque de aguja de petróleo continúa creciendo
El desarrollo de la industria siderúrgica requiere una gran cantidad de electrodos de ultraalta potencia y de alta potencia. En este contexto, la demanda de coque de aguja para la producción de electrodos de ultraalta potencia y de alta potencia está creciendo rápidamente, estimándose en unas 250.000 toneladas anuales. La producción de acero para hornos eléctricos en China es inferior al 10%, mientras que la producción mundial promedio de acero para hornos eléctricos ha alcanzado el 30%. Nuestra chatarra de acero ha alcanzado los 160 millones de toneladas. Dada la situación actual, a largo plazo, el desarrollo del acero para hornos eléctricos es inevitable, al igual que la escasez de coque de aguja. Por lo tanto, se deben tomar medidas para aumentar el suministro de materias primas y mejorar el método de fabricación para satisfacer las necesidades de producción.
(3) La expansión de la demanda del mercado promueve la mejora del nivel de tecnología de I+D nacional.
La brecha en la calidad y el aumento en la demanda del coque de aguja requieren una aceleración en el desarrollo del mismo. Durante el desarrollo y la producción del coque de aguja, los investigadores se han vuelto cada vez más conscientes de las dificultades en la producción del mismo, incrementando los esfuerzos de investigación y construyendo pequeñas instalaciones de prueba piloto para obtener datos experimentales que guíen la producción. La tecnología de procesamiento del coque de aguja se mejora constantemente para satisfacer la creciente demanda. Desde la perspectiva de las materias primas y los métodos de fabricación, la escasez mundial de petróleo y el creciente contenido de azufre limitan el desarrollo del coque de aguja del sistema de petróleo. La nueva planta de producción industrial de pretratamiento de materia prima de coque de aguja de serie de petróleo se ha construido y puesto en funcionamiento en Shandong Yida New Material Co., LTD., y se ha producido la excelente materia prima del coque de aguja de serie de petróleo, lo que mejorará efectivamente la calidad y la producción de coque de aguja de serie de petróleo.
Hora de publicación: 07-dic-2022