Cnooc (Qingdao) Ağır Petrol İşleme Mühendisliği Teknolojisi Araştırma Merkezi A.Ş.
Ekipman Bakım Teknolojisi, Sayı 32, 2021
Özet: Çin bilim ve teknolojisinin sürekli gelişimi, toplumun çeşitli sektörlerinin gelişimini desteklemiştir. Aynı zamanda, ekonomik gücümüzü ve genel ulusal gücümüzü de etkili bir şekilde artırmıştır. Devre çeliği üretim sürecinin önemli bir parçası olan iğne kok, esas olarak grafit elektrot üretiminde kullanılmaktadır. Lityum pil ürünlerinin yanı sıra nükleer enerji endüstrisi ve havacılık alanlarında da önemli bir rol oynamaktadır. Bilim ve teknoloji alanındaki gelişmelerle birlikte, elektrikli fırın çelik üretim teknolojisinin sürekli optimizasyonu ve iyileştirilmesi teşvik edilmiş ve toplumsal üretim gelişiminin gerekliliklerini karşılamak amacıyla, iğne kokunun araştırma ve geliştirme ve üretim sürecindeki ilgili standartlar ve gereksinimler sürekli olarak güncellenmiştir. Üretim sürecinde kullanılan farklı hammaddeler nedeniyle, iğne kok petrol serisi ve kömür serisi olmak üzere ikiye ayrılır. Spesifik uygulama sonuçlarına göre, petrol serisi iğne kokunun kömür serisine göre daha güçlü kimyasal aktiviteye sahip olduğu görülmektedir. Bu çalışmada, petrol iğnesi odaklama pazarının mevcut durumu ve ilgili teknolojinin araştırma ve üretim sürecindeki sorunlar incelenmekte, petrol iğnesi odaklamanın üretim geliştirme zorlukları ve ilgili teknik zorluklar analiz edilmektedir.
I. Giriş
İğne koku, grafit elektrot üretiminde önemli bir rol oynamaktadır. Mevcut gelişim durumuna bakıldığında, ABD ve Japonya gibi yabancı gelişmiş ülkeler iğne koku araştırma ve geliştirme çalışmalarına daha erken başlamış ve ilgili teknolojilerin uygulaması olgunlaşmıştır; petrol iğne kokunun temel üretim teknolojisine hakim olmuşlardır. Buna karşılık, petrol odaklı ülkelerde iğne kokunun bağımsız araştırma ve üretimi geç başlamıştır. Ancak, piyasa ekonomimizin sürekli gelişmesi ve çeşitli endüstri alanlarının kapsamlı genişlemesinin teşvik edilmesiyle, petrol odaklı ülkelerde iğne koku araştırma ve geliştirme çalışmaları son yıllarda atılım yapmış ve endüstriyel üretime geçmiştir. Bununla birlikte, ithal ürünlerle karşılaştırıldığında kalite ve kullanım etkisi açısından hala bazı eksiklikler bulunmaktadır. Bu nedenle, petrol sistemindeki mevcut piyasa gelişim durumu ve teknik zorlukların açıklığa kavuşturulması gerekmektedir.
II. Petrol iğne kok teknolojisinin tanıtımı ve uygulama analizi
(1) Yurtiçi ve yurtdışında petrol iğne kokunun mevcut gelişim durumunun analizi
Petrol iğne kok teknolojisi 1950'lerde Amerika Birleşik Devletleri'nde ortaya çıktı. Ancak ülkemiz resmen bu alana açık.
Petrol iğneleme kokunun teknolojisi ve üretimi üzerine araştırmalar 1980'lerin başlarında başladı. Ulusal teknoloji araştırma ve geliştirme politikası desteğiyle, Çin araştırma enstitüleri petrol iğneleme koku üzerinde çeşitli testler yapmaya ve sürekli olarak çeşitli test yöntemlerini araştırıp geliştirmeye başladı. Ayrıca, 1990'larda ülkemiz, iğne odaklı petrol sisteminin hazırlanması üzerine birçok deneysel araştırma tamamladı ve ilgili patent teknolojisi için başvuruda bulundu. Son yıllarda, ilgili ulusal politikaların desteğiyle, birçok yerli Bilimler Akademisi ve ilgili işletme araştırma ve geliştirmeye yatırım yaptı ve sektör içinde üretim ve imalatın gelişimini teşvik etti. Petrol iğneleme koku teknolojisinin araştırma ve geliştirme düzeyi de sürekli olarak yükselmektedir. Bu olayın temel nedeni, petrol iğneleme kokuna yönelik büyük bir yerli talebin olmasıdır. Ancak, yerli araştırma ve geliştirme ve imalat, piyasanın talebini karşılayamamakta ve yerli pazarın büyük bir kısmı ithal ürünler tarafından işgal edilmektedir. Mevcut gelişim durumu göz önüne alındığında, petrol iğnesi odaklı teknoloji araştırma ve geliştirme ve imalatına yönelik mevcut odaklanma ve ilginin artmasına rağmen, teknoloji araştırma ve geliştirme düzeyi açısından, ilgili teknoloji araştırma ve geliştirme çalışmalarının önünde bazı zorluklar bulunmakta ve bu da ülkemiz ile gelişmiş ülkeler arasında büyük bir uçurum oluşmasına yol açmaktadır.
(2) Yerli petrol iğne kok işletmelerinin teknik uygulama analizi
Yerli ve yabancı ürün kalitesi ve uygulama etkisinin analizine dayanarak, petrol iğne kokunun kalitesindeki farkın esas olarak termal genleşme katsayısı ve partikül boyutu dağılımı olmak üzere iki göstergedeki farklılıktan kaynaklandığı ve bunun da ürün kalitesindeki farklılığı yansıttığı görülebilir [1]. Bu kalite farkı esas olarak üretim sürecindeki zorluklardan kaynaklanmaktadır. Petrol iğne kokunun özel üretim süreci ve yöntem içeriğiyle birlikte, temel üretim teknolojisi esas olarak hammaddelerin ön işlem seviyesine bağlıdır. Şu anda sadece Shanxi Hongte Kimya A.Ş., Sinosteel (Anshan) ve Jinzhou Petrokimya seri üretim gerçekleştirmiştir. Buna karşılık, Jinzhou Petrokimya Şirketi'nin petrol iğne kokunun üretim ve imalat sistemi nispeten olgunlaşmış olup, cihazın işleme kapasitesi sürekli olarak geliştirilmekte ve üretilen ilgili ürünler piyasada orta ve yüksek seviyeye ulaşabilmekte, yüksek güçlü veya ultra yüksek güçlü çelik yapım elektrotlarında kullanılabilmektedir.
III. Yerli petrol iğne kok piyasasının analizi
(1) Sanayileşmenin hızlanmasıyla birlikte iğne kok talebi her geçen gün artmaktadır.
Ülkemiz, sanayi yapımızın biçimi sayesinde dünyanın en büyük sanayi üretim ülkelerinden biridir.
Demir ve çelik üretimi de ekonomimizin gelişimini destekleyen önemli sektörlerden biridir. Bu bağlamda, iğneleme talebi her geçen gün artmaktadır. Ancak şu anda, teknik araştırma ve geliştirme seviyemiz ve üretim kapasitemiz piyasa talebini karşılamamaktadır. Bunun temel nedeni, kalite standartlarını karşılayabilen petrol iğneleme odaklı işletmelerin az olması ve üretim kapasitesinin istikrarsız olmasıdır. İlgili teknoloji araştırma ve geliştirme çalışmaları şu anda ilerlemekte olsa da, yüksek güçlü veya ultra yüksek güçlü grafit elektrot ihtiyacını karşılamak konusunda büyük bir açık bulunmaktadır; bu da petrol iğneleme odaklı ürünlerin kalite kontrolünde engellere yol açmaktadır. Şu anda, iğneleme kok pazarı petrol iğneleme kok ve kömür iğneleme kok olarak ikiye ayrılmaktadır. Buna karşılık, petrol iğneleme kok, proje geliştirme miktarı veya geliştirme seviyesi açısından kömür iğneleme koktan biraz daha düşüktür; bu da Çin petrol iğneleme kokunun etkin bir şekilde genişlemesini engelleyen başlıca nedenlerden biridir. Ancak çelik endüstrisi üretim teknolojisi seviyesinin sürekli gelişmesiyle birlikte, çelik üretimi ve imalatında ultra yüksek güçlü grafit elektrot talebi de artmaktadır. Bu durum, sanayi gelişim seviyemizin sürekli yükselmesi ve sanayileşme sürecinin hızlanmasıyla birlikte iğne kok talebinin de giderek artacağını göstermektedir.
(2) İğne kok piyasasının değişken fiyatının analizi
Ülkemizin mevcut sanayi gelişme düzeyi ve sanayi yapısı ile sanayi içeriğinin ayarlanmasına göre, petrol serisi iğneli kok üretiminin kömür serisi iğneli kok üretimine göre ülkemiz için daha uygun olduğu, bunun da iğneli kok üretiminde arz ve talep dengesizliğini daha da kötüleştireceği, petrol sistemindeki arz ve talep dengesizliğini çözmek için yalnızca ithalata güvenmek zorunda kalacağımız görülmektedir. Son yıllarda ithal ürünlerin fiyat dalgalanma özelliklerinin analizinden, ithal petrol iğneli kok ürünlerinin fiyatının 2014 yılından beri yükselişte olduğu görülmektedir. Bu nedenle, artan arz açığı ve yükselen ithalat fiyatıyla birlikte, petrol iğneli kok, Çin'in iğneli kok endüstrisinde yeni bir yatırım odağı haline gelecektir [2].
Dördüncüsü, petrol iğnesi odaklı araştırma ve geliştirme çalışmalarımız ile üretim teknolojisi zorluklarının analizi.
(1) Hammadde ön işlem zorluklarının analizi
Petrol iğne kokunun üretim ve imalat sürecinin tamamının analizi sonucunda, ham maddelerin ön işleminde ana hammadde olarak petrolün kullanıldığı görülmektedir. Petrol kaynaklarının özelliğinden dolayı, ham petrolün yer altından çıkarılması gerekmektedir ve ülkemizdeki ham petrol, madencilik ve işleme sürecinde çeşitli katalizörler kullanılarak işlenmektedir; bu da petrol ürünlerinde belirli miktarda safsızlık bulunmasına neden olmaktadır. Bu ön işlem yöntemi, petrol iğne kokunun üretimini olumsuz etkilemektedir. Ayrıca, petrolün bileşimi çoğunlukla alifatik hidrokarbonlardan oluşmakta, aromatik hidrokarbon içeriği düşüktür; bu da mevcut petrol kaynaklarının özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Yüksek kaliteli petrol iğne kokunun üretimi, yüksek oranda aromatik hidrokarbon içeriğine sahip hammaddeler için katı gereksinimlere sahiptir ve düşük kükürt, oksijen, asfalten ve diğer petrol türlerini hammadde olarak seçmektedir; kükürt kütle oranının %0,3'ten az, asfalten kütle oranının ise %1,0'dan az olması gerekmektedir. Ancak, orijinal bileşimin tespiti ve analizine dayanarak, ülkemizde işlenen ham petrolün çoğunun yüksek kükürtlü ham petrol olduğu ve yüksek aromatik hidrokarbon içeriğine sahip iğne kok üretimi için uygun petrolün bulunmadığı tespit edilmiştir. Petroldeki safsızlıkların giderilmesi büyük bir teknik zorluktur. Bu arada, şu anda Ar-Ge ve üretimde daha olgun olan Jinzhou Petrokimya, petrol iğne kok üretimi ve işleme sürecinde iğne kok üretimi için uygun hammaddelere ihtiyaç duymaktadır. Hammadde kıtlığı ve kalite istikrarsızlığı, iğne kok kalitesinin istikrarını kısıtlayan başlıca faktörlerden biridir [3]. Shandong Yida Yeni Malzeme Şirketi, petrol iğne kok üretim ünitesi için hammadde ön işlemi tasarladı ve benimsedi.
Aynı zamanda, katı partikül maddelerin uzaklaştırılması için çeşitli yöntemler benimsendi. İğne kok üretimi için uygun ağır yağın seçilmesinin yanı sıra, ham maddelerdeki zararlı maddeler koklaştırma işleminden önce uzaklaştırıldı.
(2) Petrol iğne kokunun gecikmeli koklaştırma işlemindeki teknik zorlukların analizi
İğne kok üretimi nispeten karmaşık bir işlemdir ve belirli işleme süreçlerinde çevresel sıcaklık değişimlerinin ve işletme basıncının kontrolüne ilişkin yüksek gereksinimler vardır. İğne kok üretiminde koklaştırma sürecindeki zorluklardan biri, reaksiyon süresinin standart gereksinimleri karşılayabilmesi için kokun basıncının, süresinin ve sıcaklığının bilimsel ve makul bir şekilde gerçekten kontrol edilip edilemeyeceğidir. Aynı zamanda, koklaştırma proses parametrelerinin ve belirli işletme standartlarının daha iyi optimizasyonu ve ayarlanması, tüm iğne kok üretiminin optimizasyonunda ve kalitesinin iyileştirilmesinde de önemli bir rol oynayabilir.
Isıtma fırınının sıcaklık değişim işleminde kullanılmasının temel amacı, iğne kokunun üretim sürecinde standartlara uygun olarak standart işlemin gerçekleştirilmesini sağlamak ve böylece ortam sıcaklığının gerekli parametrelere ulaşmasını sağlamaktır. Aslında, sıcaklık değişim işlemi, koklaşma reaksiyonunun yavaş ve düşük sıcaklık ortamında gerçekleştirilebilmesini sağlarken, aynı zamanda koklaşma reaksiyonunu geciktirerek aromatik yoğunlaşmayı sağlamayı, moleküllerin düzenli dizilimini garanti etmeyi, basınç altında yönlendirilebilmelerini ve katılaşabilmelerini sağlamayı ve hal stabilitesini artırmayı amaçlar. Isıtma fırını, petrol iğne kokunun tüm üretim sürecinde önemli bir işlemdir ve belirli sıcaklık aralığı parametreleri için belirli gereksinimler ve standartlar vardır; bu parametreler 476℃'nin altında ve 500℃'nin üstünde olamaz. Aynı zamanda, değişken sıcaklık fırınının büyük bir ekipman ve tesis olduğu da unutulmamalıdır; iğne kokunun her kulesinin kalitesinin homojenliğine dikkat edilmelidir: besleme işlemi sırasında, sıcaklık, basınç, hava hızı ve diğer faktörler nedeniyle her kulede kokun kalitesi değiştiğinden, kok kulesinden çıkan kokun kalitesi düzensiz, orta ve düşük seviyede olmaktadır. İğne kokunun kalite homojenliği sorununu etkili bir şekilde nasıl çözeceğimiz de iğne koku üretiminde dikkate alınması gereken sorunlardan biridir.
5. Petrol iğne kokunun gelecekteki gelişim yönünün analizi
(a) Yerli petrol sistemi iğne kokunun kalitesinin sürekli iyileştirilmesini teşvik etmek
İğne kok teknolojisi ve pazarına ABD ve Japonya hakim olmuştur. Şu anda Çin'de iğne kok üretiminde, kalite istikrarsızlığı, düşük kok mukavemeti ve çok fazla toz kok gibi bazı sorunlar hala mevcuttur. Üretilen iğne kok, yüksek güçlü ve ultra yüksek güçlü grafit elektrotların üretiminde büyük miktarlarda kullanılsa da, büyük çaplı ultra yüksek güçlü grafit elektrotların üretiminde büyük miktarlarda kullanılamamaktadır. Son yıllarda iğne kok alanındaki araştırma ve geliştirme çalışmalarımız aralıksız devam etmekte ve ürün kalitesi sürekli olarak iyileştirilmektedir. Shanxi Hongte Kömür Kimya A.Ş., Sinosteel Kömür Ölçme İğne Kok, Jinzhou Petrokimya A.Ş. Petrol Serisi İğne Kok üniteleri yıllık 40.000-50.000 ton kapasiteye ulaşmış olup istikrarlı bir şekilde çalışmakta ve kaliteyi sürekli olarak iyileştirmektedir.
(2) Petrol iğne kokuna yönelik yurtiçi talep artmaya devam ediyor
Demir ve çelik sanayinin gelişimi, çok sayıda ultra yüksek güçlü elektrot ve yüksek güçlü elektrot gerektirmektedir. Bu bağlamda, ultra yüksek güçlü elektrot ve yüksek güçlü elektrot üretimi için iğne kok talebi hızla artmakta ve yılda yaklaşık 250.000 ton olarak tahmin edilmektedir. Çin'de elektrikli fırın çeliği üretimi %10'un altında iken, dünya ortalama elektrikli fırın çeliği üretimi %30'a ulaşmıştır. Çelik hurdamız 160 milyon tona ulaşmıştır. Mevcut duruma göre, uzun vadede elektrikli fırın çeliği gelişiminin kaçınılmaz olduğu ve iğne kok tedarikinde de bir kıtlığın yaşanacağı öngörülmektedir. Bu nedenle, üretim ihtiyaçlarını karşılamak için hammadde kaynaklarını artırmak ve üretim yöntemini iyileştirmek için önlemler alınmalıdır.
(3) Piyasa talebinin genişlemesi, yerli Ar-Ge teknoloji düzeyinin iyileştirilmesini teşvik eder.
İğne kokunun kalitesindeki açık ve talebindeki artış, iğne kokunun geliştirilmesinde bir ivme gerektirmektedir. İğne kokunun geliştirilmesi ve üretimi sırasında, araştırmacılar iğne kokunun üretimindeki zorlukların giderek daha fazla farkına varmış, araştırma çabalarını artırmış ve üretime rehberlik edecek deneysel veriler elde etmek için küçük ve pilot test tesisleri kurmuşlardır. Artan talebi karşılamak için iğne kokunun işleme teknolojisi sürekli olarak geliştirilmektedir. Hammadde ve üretim yöntemleri açısından, dünya petrol kıtlığı ve artan kükürt içeriği, petrol sistemi iğne kokunun gelişimini kısıtlamaktadır. Shandong Yida Yeni Malzeme Şirketi'nde petrol serisi iğne kokunun yeni hammadde ön işlem endüstriyel üretim tesisi inşa edilmiş ve faaliyete geçirilmiştir ve petrol serisi iğne kokunun mükemmel hammaddesi üretilmiştir; bu da petrol serisi iğne kokun kalitesini ve üretimini etkin bir şekilde artıracaktır.
Yayın tarihi: 07-12-2022