Газрын тосны системийн зүү коксын зах зээлийн байдал, үйлдвэрлэлийн технологийн хүндрэлүүд

Cnooc (Чиндао) Хүнд нефть боловсруулах инженерийн технологийн судалгааны төв ХХК

Тоног төхөөрөмжийн засвар үйлчилгээний технологи, 2021 оны 32-р дугаар

Товч танилцуулга: Хятадын шинжлэх ухаан, технологийн тасралтгүй хөгжил нь нийгмийн олон салбарын хөгжлийг ахиулсан. Үүний зэрэгцээ энэ нь манай эдийн засгийн хүч чадал, үндэсний нийт хүч чадлыг үр дүнтэй сайжруулсан. Ган үйлдвэрлэх хэлхээний чухал хэсэг болох зүү коксыг голчлон бал чулуу электрод үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ нь литийн батерейны бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх, түүнчлэн цөмийн эрчим хүчний үйлдвэрлэл, нисэхийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Шинжлэх ухаан, технологийн дэвшлийг сурталчлахын хамт цахилгаан зуухны ган үйлдвэрлэх технологийг тасралтгүй оновчтой болгох, сайжруулах ажлыг ахиулж, нийгмийн үйлдвэрлэлийн хөгжлийн шаардлагад нийцүүлэн судалгаа, боловсруулалт, үйлдвэрлэлийн үйл явц дахь зүү коксын холбогдох стандарт, шаардлагыг байнга шинэчилж байна. Үйлдвэрлэлийн явцад янз бүрийн түүхий эд ашигладаг тул зүү коксыг нефтийн цуврал болон нүүрсний цуврал гэж хуваадаг. Хэрэглээний тодорхой үр дүнгээс харахад нефтийн цуврал зүү кокс нь нүүрсний цувралаас илүү хүчтэй химийн идэвхжилтэй болохыг харж болно. Энэхүү нийтлэлд бид нефтийн зүүний зах зээлийн өнөөгийн байдал, холбогдох технологийн судалгаа, үйлдвэрлэлийн үйл явцад тулгарч буй бэрхшээлийг судалж, үйлдвэрлэлийн хөгжилд тулгарч буй бэрхшээл, түүнтэй холбоотой техникийн хүндрэлийг шинжлэх болно.

I. Оршил

Зүү кокс нь бал чулууны электродыг үйлдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Өнөөгийн хөгжлийн байдлаас үзвэл, Америк, Япон зэрэг гадаадын өндөр хөгжилтэй орнууд зүү коксын судалгаа, хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлийн ажлыг эрт эхлүүлж, холбогдох технологийн хэрэглээ нь төлөвших хандлагатай болж, нефтийн зүү кокс үйлдвэрлэх үндсэн технологийг эзэмшсэн байна. Харьцуулбал, газрын тосны голомт дахь зүүний бие даасан судалгаа, үйлдвэрлэл хожуу эхэлдэг. Гэвч манай зах зээлийн эдийн засаг тасралтгүй хөгжиж, аж үйлдвэрийн төрөл бүрийн салбарыг иж бүрэн өргөжүүлэхэд түлхэц үзүүлж, сүүлийн жилүүдэд газрын тосны чиглэлээр судалгаа, шинжилгээ хийж, аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийг хэрэгжүүлж байна. Гэсэн хэдий ч импортын бүтээгдэхүүнтэй харьцуулахад чанар, хэрэглээний үр дүнгийн хувьд бага зэрэг дутагдалтай хэвээр байна.Тиймээс газрын тосны системийн өнөөгийн зах зээлийн хөгжлийн байдал, техникийн хүндрэлийг тодорхой болгох шаардлагатай байна.

II. Нефтийн зүү коксын технологийн хэрэглээ, шинжилгээ

(1) Дотоод болон гадаадад нефтийн зүү коксын өнөөгийн хөгжлийн байдалд дүн шинжилгээ хийх

Нефтийн зүү коксын технологи нь 1950-иад онд АНУ-д үүссэн. Харин манай улс албан ёсоор нээлттэй

1980-аад оны эхээр нефтийн хэрэглээний кокс үйлдвэрлэх технологи, судалгааны ажил эхэлсэн. Технологийн судалгаа, хөгжлийн үндэсний бодлогын дэмжлэг дор Хятадын эрдэм шинжилгээний хүрээлэнгүүд нефтийн кокс дээр төрөл бүрийн туршилт хийж, олон төрлийн туршилтын аргуудыг байнга судалж, судалж эхэлжээ. Түүнчлэн 1990-ээд онд манай улс зүү төвлөрсөн нефтийн системийг бэлтгэх туршилтын судалгааг нэлээд хийж дуусгаж, холбогдох патентын технологид өргөдөл гаргажээ. Сүүлийн жилүүдэд үндэсний холбогдох бодлогын дэмжлэгтэйгээр дотоодын олон Шинжлэх ухааны академи болон холбогдох аж ахуйн нэгжүүд судалгаа, шинжилгээний ажилд хөрөнгө оруулалт хийж, салбарынхаа үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэлийн хөгжлийг ахиулж байна. Газрын тосны зүү-коксын технологийн судалгаа, хөгжлийн түвшин мөн тасралтгүй сайжирч байна. Энэ үзэгдлийн гол шалтгаан нь нефтийн зүү коксын дотоод хэрэгцээ их байгаатай холбоотой. Гэвч дотоодын судалгаа шинжилгээ, үйлдвэрлэл нь зах зээлийн эрэлт хэрэгцээг хангаж чадахгүй, дотоодын зах зээлийн дийлэнх хувийг импортын бүтээгдэхүүн эзэлдэг. Өнөөгийн хөгжлийн нөхцөл байдлаас харахад нефтийн зүү төвлөрсөн технологийн судалгаа, боловсруулалт, үйлдвэрлэлд анхаарал хандуулж, анхаарч байгаа хэдий ч технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн түвшний хувьд холбогдох технологийн судалгаа, боловсруулалтад саад болж буй зарим хүндрэл бэрхшээлүүд гарч байгаа нь манай улс болон өндөр хөгжилтэй орнуудын хооронд том зөрүү үүсэхэд хүргэж байна.

(2) Дотоодын нефтийн зүү кокс үйлдвэрүүдийн техникийн хэрэглээний шинжилгээ

Дотоод, гадаадын бүтээгдэхүүний чанар, хэрэглээний үр нөлөөг судалсны үндсэн дээр тэдгээрийн хоорондох нефтийн зүү коксын чанарын ялгаа нь бүтээгдэхүүний чанарын ялгааг илэрхийлдэг дулааны тэлэлтийн коэффициент ба ширхэгийн хэмжээтэй тархалтын хоёр индексийн зөрүүгээс голчлон харагдаж байна [1]. Энэхүү чанарын зөрүү нь голчлон үйлдвэрлэлийн үйл явц дахь үйлдвэрлэлийн хүндрэлээс үүдэлтэй юм. Нефтийн зүү коксыг үйлдвэрлэх тодорхой үйл явц, аргын агууламжтай хослуулан түүний үйлдвэрлэлийн үндсэн технологи нь голчлон түүхий эдийг урьдчилан боловсруулахад зориулагдсан байдаг. Одоогийн байдлаар зөвхөн Shanxi Hongte Chemical Co., LTD., Sinosteel (Аньшань) болон Жинжоу петрохимикал л их хэмжээний үйлдвэрлэл явуулж байна. Үүний эсрэгээр Жинжоу нефтийн химийн компанийн нефтийн зүү кокс үйлдвэрлэх, үйлдвэрлэх систем нь харьцангуй боловсорч гүйцсэн, төхөөрөмжийн боловсруулах хүчин чадал тасралтгүй сайжирч, үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүн нь зах зээлийн дунд болон өндөр түвшинд хүрч, өндөр хүчин чадалтай эсвэл хэт өндөр хүчин чадалтай ган электрод үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно.

Iii. Дотоодын нефтийн зүү коксын зах зээлийн шинжилгээ

(1) Үйлдвэржилт хурдацтай явагдаж байгаа тул зүү коксын эрэлт өдөр бүр нэмэгдэж байна

Манай улс бол дэлхийн аж үйлдвэрийн томоохон үйлдвэрлэгч орон бөгөөд үүнийг аж үйлдвэрийн бүтцээрээ голлон шийддэг.

Төмөр, гангийн үйлдвэрлэл нь манай эдийн засгийг хөгжүүлэх чухал салбаруудын нэг юм. Ийм нөхцөлд зүү зүүх хэрэгцээ өдөр бүр нэмэгдэж байна. Гэтэл одоогийн байдлаар манай техникийн судалгаа, хөгжлийн түвшин, үйлдвэрлэлийн хүчин чадал зах зээлийн эрэлтэд нийцэхгүй байна. Гол шалтгаан нь чанарын стандартыг бодитоор үйлдвэрлэж чадах нефтийн зүү төвлөрсөн үйлдвэр цөөхөн, үйлдвэрлэлийн хүчин чадал тогтворгүй байна. Одоогийн байдлаар холбогдох технологийн судалгаа, хөгжүүлэлтийн ажил урагшилж байгаа боловч өндөр хүчин чадалтай эсвэл хэт өндөр хүчин чадалтай графит электродтой танилцахыг хүсч байгаа бөгөөд их хэмжээний цоорхой байгаа нь нефтийн зүү төвлөрсөн бүтээгдэхүүний чанарын хяналтад саад учруулж байна. Одоогийн байдлаар зүү коксын зах зээлийг нефтийн зүү кокс, нүүрсний зүү кокс гэж хуваадаг. Үүний эсрэгээр, нефтийн зүү хэмжигч кокс нь төслийн бүтээн байгуулалтын тоо хэмжээ, хөгжлийн түвшингээр нүүрсний зүү хэмжигч коксоос арай доогуур байгаа нь Хятадын нефтийн зүү хэмжигч коксыг үр дүнтэй өргөжүүлэхэд саад болж буй гол шалтгаануудын нэг юм. Гэхдээ гангийн үйлдвэрлэлийн технологийн түвшинг тасралтгүй сайжруулахын зэрэгцээ хэт өндөр хүчин чадалтай бал чулуу электродын гангийн үйлдвэрлэл, үйлдвэрлэлийн эрэлт нэмэгдэж байна. Энэ нь мөн манай аж үйлдвэрийн хөгжлийн түвшин тасралтгүй дээшилж, үйлдвэржилтийн үйл явц хурдасснаар зүү коксын эрэлт хэрэгцээ улам бүр нэмэгдэж байгааг онцолж байна.

(2) Зүү коксын зах зээлийн хөвөгч үнийн дүн шинжилгээ

Манай улсын аж үйлдвэрийн хөгжлийн өнөөгийн түвшин, аж үйлдвэрийн бүтэц, аж үйлдвэрийн агуулгыг тохируулан авч үзэхэд нүүрсний цуврал коксжихоос манай улсад нефтийн цуваа зүү коксжих нь илүү тохиромжтой болох нь тогтоогдсон бөгөөд энэ нь зөвхөн шатахууны нийлүүлэлт, нийлүүлэлтийн тогтолцооны тэнцвэргүй байдлын дотоод байдлыг улам хурцатгах болно. импорт дээр. Сүүлийн жилүүдэд импортын бүтээгдэхүүний үнийн хэлбэлзлийн шинж чанарыг судалж үзэхэд 2014 оноос хойш импортын нефтийн зүү кокс бүтээгдэхүүний үнэ өсөх хандлагатай байгааг харж болно. Иймээс дотоодын аж үйлдвэрийн хувьд нийлүүлэлтийн зөрүү нэмэгдэж, импортын үнэ өсөхийн хэрээр нефтийн зүү кокс нь Хятадын зүү коксын салбарт хөрөнгө оруулалтын шинэ цэг болох болно [2].

Дөрөв, манай газрын тосны зүү нь судалгаа, хөгжүүлэлт, үйлдвэрлэлийн технологийн хүндрэлийн шинжилгээнд анхаарлаа хандуулдаг

(1) Түүхий эдийг урьдчилан боловсруулахад тулгарч буй хүндрэлийн шинжилгээ

Нефтийн зүү-кокс үйлдвэрлэх, үйлдвэрлэх бүх үйл явцын дүн шинжилгээнээс харахад түүхий эдийг урьдчилан боловсруулахад газрын тос нь үндсэн түүхий эд болдог, газрын тосны нөөцийн онцлогоос шалтгаалан түүхий тосыг газар доор олборлох шаардлагатай байдаг бөгөөд манай орны нефтийн түүхий тос нь янз бүрийн боловсруулалт, тодорхой хэмжээний катализатор, олборлолт, боловсруулалт хийх болно. нефтийн бүтээгдэхүүн дэх хольц. Энэхүү урьдчилсан боловсруулалтын арга нь нефтийн зүү кокс үйлдвэрлэхэд сөрөг нөлөө үзүүлэх болно. Нэмж дурдахад газрын тосны найрлага нь ихэвчлэн алифат нүүрсустөрөгч, үнэрт нүүрсустөрөгчийн агууламж бага байдаг нь одоо байгаа газрын тосны нөөцийн онцлогоос үүдэлтэй юм. Өндөр чанартай нефтийн зүү кокс үйлдвэрлэхэд анхилуун үнэрт нүүрсустөрөгчийн агууламж өндөртэй, түүхий эдэд хатуу шаардлага тавьдаг бөгөөд хүхрийн массын хувь нь 0.3%-иас бага, 1%-иас бага хүхэр, хүчилтөрөгч, асфальтен болон бусад нефтийг түүхий эдээр сонгодог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Харин анхны найрлагыг нь илрүүлж, шинжлэн судалсны үндсэн дээр манай улсад боловсруулсан түүхий нефтийн дийлэнх нь хүхрийн агууламж өндөртэй түүхий тос, үнэрт нүүрсустөрөгчийн агууламж өндөртэй зүү кокс үйлдвэрлэхэд тохиромжтой тос дутагдалтай байгаа нь тогтоогджээ. Газрын тосны хольцыг арилгах нь техникийн маш том бэрхшээл юм. Одоогийн байдлаар R&D болон үйлдвэрлэлийн чиглэлээр илүү боловсорч гүйцсэн Jinzhou Petrochemical компани нефтийн зүү баримжаатай кокс үйлдвэрлэх, боловсруулах үйл явцад зүү чиглүүлэгч кокс үйлдвэрлэхэд тохиромжтой түүхий эдийг шаарддаг. Түүхий эдийн хомсдол, чанарын тогтворгүй байдал нь зүү баримжаатай коксын чанарын тогтвортой байдлыг хязгаарлаж буй гол хүчин зүйлүүдийн нэг юм [3]. Shandong Yida New Material Co., Ltd. нь нефтийн зүү кокс үйлдвэрлэх нэгжийн түүхий эдийг урьдчилан боловсруулах ажлыг зохион бүтээж, нэвтрүүлсэн.

Үүний зэрэгцээ хатуу тоосонцорыг зайлуулах янз бүрийн аргыг ашигласан. Зүү кокс үйлдвэрлэхэд тохиромжтой хүнд тосыг сонгохоос гадна коксжихын өмнө түүхий эдэд агуулагдах хортой бодисыг зайлуулсан.

(2) Нефтийн зүү коксыг коксжуулах хоцрогдсон процессын техникийн хүндрэлийн шинжилгээ

Зүү кокс үйлдвэрлэх үйл ажиллагаа нь харьцангуй төвөгтэй бөгөөд тодорхой боловсруулалтын явцад хүрээлэн буй орчны температурын өөрчлөлт, үйл ажиллагааны даралтыг хянахад өндөр шаардлага тавьдаг. Коксын даралт, хугацаа, температурыг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй бодитойгоор хянаж, урвалын хугацаа нь стандартын шаардлагад нийцэж чадах эсэх нь зүү кокс үйлдвэрлэх коксжих процесст тулгарч буй бэрхшээлүүдийн нэг юм. Үүний зэрэгцээ коксжих процессын параметрүүд болон үйл ажиллагааны тодорхой стандартуудыг илүү оновчтой болгох, тохируулах нь зүү коксыг бүхэлд нь оновчтой болгох, чанарыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Температурын өөрчлөлтийн үйл ажиллагаанд халаалтын зуухыг ашиглах гол зорилго нь зүү кокс үйлдвэрлэх процесст стандартын дагуу стандарт үйл ажиллагаа явуулах бөгөөд ингэснээр орчны температур шаардлагатай параметрт хүрэх боломжтой болно. Үнэн хэрэгтээ, температурын өөрчлөлтийн үйл явц нь коксжих урвалыг удаан, бага температурт явуулж, коксжих урвалыг удаашруулж, үнэрт конденсацийг бий болгож, молекулуудын эмх цэгцтэй байрлалыг хангаж, даралтын нөлөөн дор чиглүүлж, хатууруулж, төлөв байдлын тогтвортой байдлыг хангахад оршино. Халаалтын зуух нь нефтийн зүү кокс үйлдвэрлэх бүх процесст зайлшгүй шаардлагатай үйл ажиллагаа бөгөөд тодорхой температурын хүрээний параметрүүдэд тодорхой шаардлага, стандартууд байдаг бөгөөд энэ нь доод хязгаар 476 ℃-аас доош байж болохгүй, 500 ℃ дээд хязгаараас хэтэрч болохгүй. Үүний зэрэгцээ, хувьсах температурын зуух нь том хэмжээний тоног төхөөрөмж, байгууламж гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй бөгөөд бид зүү коксын цамхаг бүрийн чанарын жигд байдалд анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй: хооллох явцад цамхаг бүр нь температур, даралт, агаарын хурд болон бусад хүчин зүйлээс шалтгаалан өөрчлөгддөг тул коксын дараа коксын цамхаг жигд бус, дунд болон доогуур байдаг. Зүү коксыг чанарын хувьд жигд байлгах асуудлыг хэрхэн үр дүнтэй шийдвэрлэх вэ гэдэг нь мөн зүү кокс үйлдвэрлэхэд анхаарах ёстой асуудлын нэг юм.

5. Нефтийн зүү коксын ирээдүйн хөгжлийн чиг хандлагын дүн шинжилгээ

(a) Дотоодын нефтийн системийн зүү коксын чанарыг тасралтгүй сайжруулахад дэмжлэг үзүүлнэ

Зүүг голлох технологи, зах зээлд АНУ, Япон давамгайлж ирсэн. Одоогийн байдлаар Хятадад зүү кокс үйлдвэрлэхэд чанар нь тогтворгүй, кокс багатай, нунтаг кокс ихтэй зэрэг асуудал байсаар байна. Хэдийгээр үйлдвэрлэсэн зүү кокс нь өндөр хүчин чадалтай, хэт өндөр хүчин чадалтай бал чулуу электрод үйлдвэрлэхэд их хэмжээгээр ашиглагдаж байсан ч том диаметртэй хэт өндөр хүчин чадалтай бал чулуу электродуудыг их хэмжээгээр үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжгүй юм. Сүүлийн жилүүдэд манай зүү голчлон судлах судалгаа, хөгжил зогсолтгүй, бүтээгдэхүүний чанар сайжирсаар байх болно. Shanxi Hongte Coal Chemical Co., LTD., Sinosteel Coal хэмжүүр зүү кокс, Jinzhou Petrochemical Co., LTD. Тосон цувралын зүү коксын нэгжүүд жилдээ 40,000-50,000 тонн хүрч, тогтвортой ажиллаж, чанарыг байнга сайжруулж чаддаг.

(2) Нефтийн зүү коксын дотоодын эрэлт нэмэгдсээр байна

Төмөр, гангийн үйлдвэрлэлийг хөгжүүлэхэд маш олон тооны хэт өндөр хүчин чадалтай электродууд болон өндөр хүчин чадалтай электродууд шаардлагатай. Энэ хүрээнд хэт өндөр хүчин чадалтай электрод болон өндөр чадлын электрод үйлдвэрлэх зүү коксын эрэлт хурдацтай нэмэгдэж, жилд 250,000 тонн орчим байна. Хятадад цахилгаан зуухны гангийн үйлдвэрлэл 10% хүрэхгүй, цахилгаан зуухны гангийн дэлхийн дундаж гарц 30% хүрчээ. Манай гангийн хаягдал 160 сая тоннд хүрсэн. Одоогийн нөхцөл байдлын дагуу урт хугацаанд цахилгаан зуухны гангийн хөгжил зайлшгүй, зүү коксын хангамжийн хомсдол зайлшгүй байх болно. Иймд үйлдвэрлэлийн хэрэгцээг хангахуйц түүхий эдийн эх үүсвэрийг нэмэгдүүлэх, үйлдвэрлэлийн аргыг боловсронгуй болгох арга хэмжээ авах нь зүйтэй.

(3) Зах зээлийн эрэлт хэрэгцээг өргөжүүлэх нь дотоодын R&D технологийн түвшинг дээшлүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг

Чанарын зөрүү, зүү түлэгдэлтийн эрэлт нэмэгдэж байгаа нь зүү түлэгдэлтийн хөгжлийг хурдасгах шаардлагатай байна. Зүү түлэгдэлтийг боловсруулах, үйлдвэрлэх явцад судлаачид зүү түлэгдэлт үйлдвэрлэхэд тулгарч буй хүндрэл бэрхшээлийг улам бүр ухамсарлаж, судалгааны ажлыг нэмэгдүүлж, үйлдвэрлэлийг удирдан чиглүүлэх туршилтын өгөгдөл олж авахын тулд бага оврын болон туршилтын туршилтын байгууламжуудыг барьж байгуулжээ. Өсөн нэмэгдэж буй эрэлт хэрэгцээг хангахын тулд зүү коксыг боловсруулах технологийг байнга сайжруулж байна. Түүхий эд, үйлдвэрлэлийн аргын үүднээс авч үзвэл дэлхийн газрын тосны хомсдол, хүхрийн агууламж нэмэгдэж байгаа нь газрын тосны системийн зүү коксыг хөгжүүлэхэд саад учруулж байна. Шаньдун Иида шинэ материал ХХК-д газрын тосны цувралын зүү коксын түүхий эдийг урьдчилан боловсруулах үйлдвэрийн шинэ үйлдвэр баригдаж ашиглалтад орсон бөгөөд газрын тосны цуврал зүү коксын маш сайн түүхий эдийг үйлдвэрлэсэн нь газрын тосны цуврал зүү коксын чанар, гарцыг үр дүнтэй сайжруулах болно.