Впервые в Туркменистане из нефтяного кокса получен искусственный графит

Государственно-частному партнёрству отводится ключевая роль в повышении производственного потенциала страны, переходе экономики на инновационный путь развития, диверсификации индустриального сектора за счёт стимулирования его новых направлений. Целевой подбор таких «точек роста» в соответствии с разработанной Президентом Гурбангулы Бердымухамедовым экономической стратегией представляет собой процесс формирования инвестиционного портфеля, включающего наиболее перспективные проекты. То есть – успешно прошедшие апробацию и готовые к качественной оценке и анализу с точки зрения бизнес-плана и капитальных вложений.
Одно из таких предложений касается вывода отечественной продукции на мировой рынок искусственного графита, который в последнее время характеризуется динамично растущим спросом. Процесс перехода на альтернативные источники энергии также привёл к увеличению потребности как в природном графите, так и в синтетическом, используемом при изготовлении литий-ионных аккумуляторов.
Графит и его производные активно применяются в нефтегазовой, атомной, металлургической, химической, космической отраслях. Потребность в нём создаёт предпосылки для организации выпуска данного вида продукции в Туркменистане, а на фоне её дефицита в мире – укрепления позиций нашей страны на внешних рынках.
Уникальный эксперимент провели специалисты индивидуального предприятия «УЛЬКЕ» и государственного предприятия «Туркмендемиронумлери» Министерства промышленности Туркменистана.
Результатом инновационного проекта стал настоящий прорыв в области индустриализации туркменской экономики – впервые в нашей стране получен искусственный графит!
Совместными усилиями предпринимателей и заводчан из нефтяного кокса, вырабатываемого Туркменбашинским КНПЗ, в экспериментальной печи произведён искусственный графит. Для исследования был использован эффективный способ графитации – нагревание до высоких температур протекающим через обрабатываемый материал электрическим током. Эта технология была разработана А.Ачесоном (США) в 1896 году, и до сегодняшнего дня используется в мире.
Перед организаторами опытно-экспериментальных исследований в области энергоёмких технологий – инженерно-техническим персоналом индивидуального предприятия – была поставлена цель: выяснить возможность получения искусственного графита из нефтяного кокса отечественного производства.
Для этого на металлургическом заводе в Овадандепе был использован специальный трансформатор, способный работать на токах более 5000А и выдавать их в печь. Также разработана конструкция экспериментальной установки – «печь Ачесона», которая позволила провести непосредственно в цехе предприятия процесс нагревания нефтяного кокса в безвоздушной среде до температуры более трёх тысяч градусов. Именно с помощью этой технологии удалось осуществить графитацию нефтяного кокса и получить искусственный графит.
Многолетняя теоретическая подготовка и чуть больше года практической деятельности потребовалось авторам проекта, чтобы подготовить эксперимент. Пилотная установка, смонтированная ими на металлургическом заводе, выдала первую продукцию в конце минувшего года. По данным лабораторных измерений, извлечённые из печи образцы материалов по своим физическим параметрам – массе, удельному электрическому сопротивлению, химическому составу, рентгеноструктурному анализу – полностью соответствовали высокочистому искусственному графиту. Помимо этого, был проведён их сравнительный анализ с эталонным электродом, что также подтвердило выводы о чистоте продукта, полученного из нефтяного кокса ТКНПЗ.
Специалисты ИП «УЛЬКЕ» проанализировали данные и выполнили соответствующие расчёты: удельный расход электроэнергии на графитацию, потери энергии в процессе преобразования, КПД установки, рабочая температура в печи и т.д. Эти характеристики позволили оценить эффективность организации производства графита и графитированных изделий в «печах Ачесона» на предприятиях Туркменистана. Были также проведены исследования параметров работы сконструированной на заводе печи. По совокупности собранных данных удалось обнаружить, что на чистоту продукта существенное влияние оказывает не только исследуемый материал, но и защитная среда – конструкции установки.
Стоит также учесть, что в процессе получения искусственного графита побочным продуктом при графитации кокса становятся огнеупорные материалы, которые могут найти широкое применение в теплотехнических установках.
Таким образом, очевидна жизнеспособность и рентабельность этого наукоёмкого проекта, его физическая, фактическая осуществимость и согласованность со стратегическими целями политики Президента Гурбангулы Бердымухамедова. В числе предполагаемых дивидендов от его реализации – сокращение затрат на импорт дорогостоящих графитированных элементов, дополнительные доходы от расширения спектра отечественной высокотехнологичной продукции, выход на новые рынки сбыта и увеличение сферы бизнеса.
Опираясь на полученные данные, авторы эксперимента подготовили технико-коммерческое предложение, в котором обосновали возможность создания в Туркменистане инновационного производства искусственного графита путём организации с отраслевыми министерствами совместного предприятия или учреждения акционерного общества.
Предприниматели разработали бизнес-модель – 3D визуализацию высокотехнологичного завода по выпуску искусственного графита и продукции на его основе: графитированных электродов, графитовых блоков и смазок, огнеупорных и других материалов мощностью до 40 тысяч тонн в год. В качестве сырьевой базы инновационного для туркменской экономики производства предлагается использовать местное сырьё – прокалённый нефтяной кокс, вырабатываемый на ТКНПЗ, и электроэнергию, что позволит значительно снизить издержки производства и обеспечит его эффективное использование, а также высокую добавленную стоимость.
Искусственный графит – уникальный материал. Хорошая электропроводность, повышенная теплопроводность, устойчивость к агрессивным средам и высоким температурам, высокая смазывающая способность и антифрикционные свойства, химическая инертность делают изготовленную на его основе продукцию незаменимой во многих областях науки и техники.
С помощью графитовых электродов в рабочую зону аппаратов подводится электрическая энергия для осуществления электрохимических процессов. Углеграфитовые электроды применяются в алюминиевой, химической, сталеплавильной и других отраслях промышленности.
Графит используется в производстве элементов солнечных батарей и жидкокристаллических дисплеев, ювелирных украшений, в нанотехнологиях и т.д. Востребован он и в новых, недавно появившихся технологических процессах, в частности, в биомедицинской индустрии, изготовлении микрочипов, светодиодной технике. Эти отрасли развиваются во всём мире опережающими темпами, а значит, – спрос на графит будет только увеличиваться.
Ввиду того, что графит представляет собой аллотропию углерода, открываются перспективы продолжить опытно-экспериментальные работы по освоению новых видов технологических регламентов в отечественной металлургии. В настоящее время ИП «УЛЬКЕ» готовится по согласованию с Министерством промышленности Туркменистана провести ещё один эксперимент, цель которого – оценка восстанавливающих свойств искусственного графита на железную окалину, металлургическую пыль. В его ходе предполагается получить так называемое «губчатое железо», внедрить новое направление применения графита на ГП «Туркмендемиронумлери», а также решить вопросы экологии.
Губчатое железо – потенциально новый продукт для металлургов Туркменистана и пользуется повышенным спросом на мировом рынке чёрных металлов, а утилизация металлургической пыли означает решение проблемы выбросов в атмосферу.
Если говорить о применениях искусственного графита конкретно в нашей стране, следует сделать акцент на её текущее и перспективное экономическое состояние. На сегодняшний день Туркменистан, с одной стороны, экспортирует нефтяной кокс, а с другой, – развивая у себя металлургическую отрасль, импортирует графитированные изделия из нефтяного кокса. Нетрудно догадаться, какая существует потенциальная экономическая выгода, если завод графитированных изделий будет построен в Туркменистане.
Наше государство обладает разнообразными ценными природными ресурсами. Так, например, один только залив Карабогазгол содержит практически все элементы «таблицы Менделеева». Необходимым «инструментом» для их извлечения путём комплексной переработки рассолов методами электролиза как раз являются графитированные изделия. Это означает большую востребованность в них, поэтому строительство завода, который сможет выпускать такую продукцию, будет способствовать ускоренному освоению минеральных ресурсов Туркменистана.
Ближайшие перспективы индустриального развития страны связаны с широкомасштабной промышленной разработкой её сырьевых запасов на основе научного подхода и передовых методов производства, добычи химических элементов в чистом виде. Данное направление подразумевает и подбор экспериментальным путём технологии изготовления специальных графитированных изделий с последующим внедрением в практику. Это даст повод пересмотреть технологические регламенты производств, ранее считавшихся нерентабельными из-за необходимости импортировать расходные компоненты – графитированных изделий и огнеупорных материалов.
Значительные запасы нефти на территории нашей страны создают хорошие предпосылки для выпуска из неё новых видов продукции, рентабельной на мировом рынке. Поэтому строительство зарубежными партнёрами технологических установок на Туркменбашинском комплексе нефтеперерабатывающих заводов – важнейший шаг на пути успешной реализации Программы развития нефтегазовой отрасли Туркменистана до 2030 года, ключевым аспектом которой является увеличение объёмов производства высококачественных нефтепродуктов.
В настоящее время разрабатываются проекты получения новых видов продукции из углеводородного сырья, выпуск которых не осуществляется в нашей стране, в частности, нефтяного игольчатого кокса. Он востребован во многих стратегических отраслях экономики развитых государств, и на мировом рынке его продажа является сверхприбыльной. Это дорогостоящий продукт, произведённый путём переработки нефти и используемый для изготовления графитированных электродов.
С интенсивным развитием индустриального сектора в Туркменистане назрела необходимость обратить внимание на выгоды организации производства игольчатого кокса, переработки кокса в графит и выпуска графитированных изделий, возможность чего и продемонстрировал успешный эксперимент специалистов ИП «Ульке».
С освоением передовых технологий графитации у Туркменского государства есть перспектива стать новым игроком мирового рынка искусственного графита и всей линейки графитированной продукции, что обеспечит дополнительный приток финансовых поступлений.
Основными поставщиками товаров этой группы в 2016 году были Китай – 13,6 процента мирового импорта, Малайзия – 12 процентов, Республика Корея – 10,8 процента, и далее по убывающей: Япония, США, Германия, Франция, Индия, Бразилия, Великобритания.
TDH