Игольчатые коксы. Реинкарнация, эйфория или строгий расчёт (12.12.21)

138
Игольчатые коксы. Реинкарнация, эйфория или строгий расчёт (12.12.21)

«Перед тем, как излагать перед своими подчиненными какую-
нибудь дельную мысль, надо их непременно чем-нибудь ошарашить и огорошить, да желательно - чем-то поувесистее. Чтобы у них от болевого шока временно пропала способность бездумно рассуждать над смыслом сказанного. А если эту процедуру повторять периодически, то почетный
статус умелого руководителя вам гарантирован пожизненно».

Г. Радзевский, командир 7-й оперативной эскадры Северного флота

 

       Как адмирал велел, так и будем делать. Никаких обсуждений по коксам для алюминиевой промышленности, не царское это дело. Никаких обсуждений по анизотропным коксам из каменноугольного сырья, так как для этого есть специально обученные люди. Никаких обсуждений по изотропным коксам для конструкционных графитов, хотя это царское дело, но мы его уже сделали https://makston-engineering.ru/blog-zametki/post/zabytye-recepty и возможно продолжим.
       Говорить будем только про анизотропные коксы игольчатой структуры из нефтяного сырья, которые пригодны для изготовления графитированных электродов (цитируем по ГОСТу):
       - марка ЭГСП-UHP — для дуговых печей сверхвысокой мощности, токовые нагрузки на электроды в процессе эксплуатации до 100 кА
       - марка ЭГПК-SHP — для ковшевых и дуговых печей высокой мощности, токовые нагрузки до 50—75 кА
       - марка ЭГП-НР — для дуговых печей средней мощности, токовые нагрузки порядка 40 кА
       - марка ЭГ-RP — для дуговых печей низкой мощности, токовые нагрузки менее 30 кА.

       В добрые старые времена производители игольчатых коксов, как Красноводский, Павлодарский, Ивано-Франковский и Грозненский НПЗ хорошо или плохо, много или мало, но обеспечивали игольчатыми коксами сырьевую базу нынешнего АО «ЭПМ-Менеджмент». Балансовый недостаток восполняли страны СЭВ, большей частью производители игольчатых коксов Румынии, в том числе и для UHP.
       Работали все перечисленные на собственных нефтях, т.е. туркменских, казахских, украинских, грозненских и румынских, и мы вернемся к ним чуть позже.
       Где все эти НПЗ? Как писал Александр Сергеевич: «Иных уж нет, а те далече» и как следствие, сырье для производства электродов больших диаметров типа UHP, впрочем, и для всех остальных, закупается за пределами Российской Федерации.
       Анизотропные коксы с игольчатой структурой – продукт стратегический, про графитированные электроды для электродуговых печей мы уже сказали, про анодный материал для литий-ионных аккумуляторов не забыли, про «ядерный» графит записали, а про остальные применения промолчим.
       Глянем на качество и пойдем дальше, так как оно нас не очень и интересует. 


  1

       Основной вопрос – это из какого сырья такое качество получить, как этим качеством управлять и совсем не плохо знать, что за электрод будет из этого качества получен. 
       Каждое приличное производство анизотропных коксов с игольчатой структурой имеет:
       -  пилотную установку для получения коксов, не менее 40 кг за один цикл. Каждое изменение в сырье или дополнение рецептуры новыми компонентами сначала прорабатывается на «пилоте», работающем в параметрах основного процесса.
       - лабораторию получения графитированных электродов, конечно не метрового диаметра, а пяти или десяти сантиметрового, длиной 1 метр, это позволяет понять, на что пригодны коксы, полученные на «пилоте» и каково качество электродов, полученных из коксов основного процесса.
       Удобно. Всегда знаешь, что ты сваришь на УЗК из имеющегося сырья, и всегда знаешь, что производитель электродов не расскажет тебе, какую «дрянную иголку» ты сварил, а если и расскажет, то можно и поспорить, так как испытания коксов они проводят в точно таких же лабораториях.
       Сырье. Мало серы, мало хинолин растворимого, много полиароматики, отсутствие карбоидных частиц, а если по-простому, то удалите все твердое, в том числе и дисперсное и Конрадсона желательно побольше, в этом случае, будет вам счастье. Много чего из сырьевых ресурсов можно подобрать под это определение, почти, как букв в азбуке, понимаю, что это обидно для тех, которые ограничиваются декантойлем (тяжелый дизель каткрекинга), но ваша точка зрения требует расширения вашего кругозора.
       Начнем от печки, вот анализ нефти.

2

       Гудроны, полученные из нее, априори дают анизотропные коксы игольчатой структуры.

3

       Вот еще один состав нефти.
  4
       И опять из гудронов этой нефти априори получаем сапоги и валенки, т.е. анизотропные коксы игольчатой структуры.

5

       Конечно, такие нефти не биржевой товар, но они продаются, если вы имеете желание их купить. С десяток таких нефтей я могу подобрать на счет «раз», есть они и в России, и в сопредельных государствах, которые занимались выпусками игольчатых коксов на НПЗ, о которых мы упоминали.
       Тяжелый дизель каталитического крекинга. Хороший продукт, но его качество может различаться на несколько порядков. Смотрите, это анодный кокс для литий-ионных аккумуляторов, и он сделан из тяжелого дизеля каткрекинга.

66

       А в таблице выше было показано качество кокса для электродов UHP, используемых в дуговых печах сверхвысокой мощности, и эти два кокса сделаны из продукта с общим названием тяжелый дизель каталитического крекинга. Разница между этими дизелями, как между девочкой и мальчиком, хотя, казалось бы, что и тот и другой получены в процессе каталитического крекинга. 
       Можно ли заранее сказать, какой кокс получится в зависимости от состава тяжелого дизеля каткрекинга – конечно, да. А можно ли исправить качество тяжелого дизеля каткрекинга – и опять положительный ответ, но почему-то никто не стремится рассказывать, как это исправляется и особенно с использование дополнительных компонентов в рецептурах.
       Тяжелый дизель коксования, можно ли отправить его на повторное коксование, очистив от коксовой пыли – конечно нет, так как его Конрадсон не более 2. А можно ли повысить Конрадсон у этого продукта и использовать его, как сырье для хороших игольчатых коксов – конечно, да и эта разработка используется на УЗК, выпускающих «иголку». Эта стадия процесса была выполнена русскими, точнее советскими и японцами в 60-х годах, но щедрая душа об этом забыла, а островитяне очень даже запомнили. 
       Называется процесс – ароматизация тяжелого дизеля коксования. 
       Дополним азбуку масляными экстрактами, тяжелой смолой пиролиза (очень немного следует лить, а то получится кокс и не изотропный, и не игольчатый, а оторви и брось), кубовые остатки производства ароматики всех видов и на любой вкус, сланцевые масла и каменноугольные смолы, но опять-таки, очень и очень в меру, так как в начале мы договорились не обсуждать анизотропные коксам из каменноугольного сырья.  
       Следует хорошо помнить и понимать, что все эти добавки, не от хорошей жизни, а от того, что нефти указанные в табличках добывают без особого рвения, так как в трубу не затолкаешь, бензина и дизеля от них, как поросёнка стричь – визгу много, а шерсти клок. 
       Структура кокса, получаемая из того или иного сырьевого монопродукта или из рецептур – давно и хорошо известна, а кроме того, имея «пилот», понять структуру можно за трое суток, а что бы понять качество электрода еще трое и за неделю вы имеете всё. Выход продуктов коксования из того или иного сырья определяется не очень сложно и не на «пилоте», а в большинстве случаев расчетными методами. 
       «Пилот» позволяет получить кокс, с его качественными и количественными характеристиками, которые будут получаться и в основном процессе. Стремящиеся на «пилоте» определить бензины дизели и газы получают мини заводик)))) неясного предназначения.

       Реинкарнация и эйфория. Почему эти слова в заголовке, а потому, что интерес к игольчатым коксам пошел в гору: Газпромнефть, Лукойл и https://needlecoke.ru/. У всех троих основным сырьем является тяжелый дизель каталитического крекинга, а процесс, как я предполагаю, от Башкирского института нефти, в большей степени теоретические проработки. Четвертый игрок http://makston.ru/ имеет несколько технологических реплик, работавших и работающих УЗК с параметрами процесса и аппаратурным оформлением на выпуск анизотропных коксов игольчатой структуры, имеет сырьевые рецептуры, как на основе моносырья с небольшим количеством добавок, так и многокомпонентные сырьевые смеси. Качество одно из коксов, полученного по многокомпонентной рецептуре, приведено в таблице.
       Строгий расчет, к чему это в заголовке? Так мы весь блог только про это и говорили – цифры, таблицы, «пилоты», расчеты, которые, собственно и определяют успех. Рецептуры коксования, патентуются, но вместе с технологическим режимом, а это уже слишком много неизвестных в одном уравнении, и никто не будет решать это уравнение за вас самих.




Мы на Facebook, в Telegram