تولید الکترود گرافیتی؛ در پیچ و خم سوء مدیریت‌ها
الکترود گرافیتی اساسی‌ترین ماده مورد نیاز فولادسازی است. در حال حاضر تولید الکترودگرافیتی در کشور ممکن نیست و صد در صد آن به کشور وارد می‌شود.
الکترود گرافیتی اساسی‌ترین ماده مورد نیاز فولاد سازی است که دبه دلیل نبود شرایط تولید، صد درصد آن به کشور وارد می‌شود. از طرفی این ماده باارزش برای فولادسازان دومین موردی بود که از سوی رییس جمهوری امریکا تحریم شد.
گرافیت به ماده اولیه‌ای به نام کک یا کک سوزنی نیاز دارد، الکترود گرافیتی نیز در کوره‌های قوس الکتریکی وظیفه انتقال دمای مورد نیاز برای ذوب آهن اسفنجی یا آهن قراضه را به عهده دارد و بدین وسیله مذاب تشکیل می‌شود. فناوری ساخت تبدیل کک یا کک سوزنی تنها در اختیار ژاپن و آمریکاست و تولید الکترود گرافیتی را کشورهای معدودی در اختیار دارند.
کک سوزنی هر چند خود یکی از مشکلات در راه‌اندازی صنعت الکترودسازی است؛ اما در صورتی که بتوان آن را حتی در مقیاس نیمه صنعتی یا حتی آزمایشگاهی در کشور تولید کرد می‌تواند انگیزه خوبی به سرمایه‌گذاران برای تولید الکترود گرافیتی باشد. اما، در کشور در هیچ پالایشگاه چه در واحدهای توسعه‌ای و چه در واحدهای تازه تاسیس، واحدی برای تولید کک پیش‌بینی نشده است. برای ایجاد چنین واحدی باید تامین ظرفیت خوراک و توسعه واحدهای پایین دستی متناسب با آن انجام شود. یعنی در واقع در کل پالایشگاه نیاز به تغییرات فرایندی است. از طرفی این واحد تحت لیسانس است و به اخذ و یا تولید دانش فنی نیاز دارد.
تولید کک‌سوزنی به عنوان ماده اولیه ساخت الکترود
این واحد با سرمایه ۳۰ میلیون دلاری با همکاری پالایشگاه‌های قطران طی چهار سال قابل اجراست. راه‌حل‌های دیگر اگر چه از نفت به عنوان خوراک اولیه استفاده می‌کنند؛ اما سرمایه بالاتر و فناوری پیچیده‌تری نیاز دارند. در حقیقت مشکلات همکاری با صنعت نفت و زمان بر بودن آن را از پیچیدگی‌های مساله با این روش خارج می‌کند. البته در دراز مدت باید کک سوزنی و اسفنجی از نفت خام تهیه شود که برای این کار لازم است تا فعالیت‌های دانشی بیشتر و عمیق‌تری صورت گیرد و فعالیت‌های فعلی که منحصر در پژوهشگاه صنعت نفت و چند شرکت خصوصی است، کافی نیست. چند راه حل برای تامین بلند مدت کک سوزنی پیشنهاد شده که در کنار راه حل فعلی برای بلند مدت باید بررسی شوند.
کک‌سوزنی در ایران
با توجه به اینکه کک سوزنی خوراک اولیه برای ساخت الکترود گرافیتی است، تأمین آن گلوگاه تولید الکترود گرافیتی در داخل کشور است. برای رفع این نیاز لازم است تا این ماده وارد شده و یا در داخل تولید شود که واردات آن با مشکلات زیر مواجه است:
- کک سوزنی علاوه بر الکترود گرافیتی و باتری لیتیومی در صنایع هسته‌ای نیز استفاده دارد در نتیجه به دلیل اعمال تحریم‌ها واردات آن بسیار سخت می‌شود.
- با توجه به اینکه میزان تقاضا برای کک سوزنی از عرضه آن بیشتر است در نتیجه فراهم کردن آن دشوار است.
- با توجه به افزایش قیمت کک سوزنی و قیمت بالای دلار در ایران این عمل هزینه بسیار زیادی خواهد داشت.
هم اکنون فولادسازی‌ها و بسیاری از فعالان دیگر در این زمینه مشغول به فعالیت هستند؛ اما تاکنون کک سوزنی در داخل کشور به صورت صنعتی ساخته نشده است.
چرا بهره‌برداری از کک سوزنی در کشور هنوز رخ نداده است؟
کک در فرایند شکست حرارتی با تاخیر زمانی در پالایشگاه تولید می‌شود به این واحدها اصطلاحا واحد کک سازی تاخیری می‌گویند که در طراحی اولیه پالایشگاه‌ها و یا طرح‌های توسعه‌ای باید چنین واحدی پیش‌بینی شود، زیرا در این صورت است که یکی از محصولات جانبی آن کک بوده و شرایط عملیاتی و نوع خوراک در شکل فیزیکی و کریستالی و کاربرد کک تولیدی اثرگذار است. کک نفتی از لحاظ نوع سوختی و آندی و از لحاظ شکل فیزیکی سوزنی و اسفنجی و از لحاظ کاربرد با توجه به شاخص کیفی به عنوان سوخت، ساخت آند، تولید گرافیت و ساخت الکترود مصرف دارد.
وقتی نفت کوره به عنوان خوراک واحد کک‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ مقدار کک تولیدی با توجه به نوع خوراک از ۲۵ درصد کل تولیدات تجاوز نمی‌کند و سایر محصولات تولید این واحد نیز نیمه نهایی هستند که باید در سایر واحدهای پالایشگاه، کیفی سازی شده و به محصول نهایی تبدیل شوند.
نوع خوراکی که منتهی به تولید کک نفتی می‌شود و در زنجیره تولید الکترودهای گرافیتی صنایع فولاد کاربرد دارد خوراک‌های غنی از هیدروکربن‌های آروماتیکی است که ماده اولیه تولید کک اسفنجی، باقیمانده برج خلاء و سایر برش‌های سنگین بوده که پس از شکست حرارتی و تاخیر زمانی به کک با مصرف سوختی تبدیل می‌شود؛ اما برای تولید کک سوزنی از هر خوراکی نمی‌توان استفاده کرد و معمولا برش‌های slurry oil، جریان‌های آروماتیکی حاصل از واحدهای روغن سازی و تار شکست حرارتی برای تولید کک سوزنی استفاده می‌شود.
به عبارتی دیگر شاخصه خوراک برای تولید کک‌سوزنی دارای آروماتیک بالای 75 درصد وزنی، گوگرد حداکثر 5/0 درصد وزنی، آسفالتین کمتر از 1 درصد وزنی و BMCI بالاتر از 95 و نقطه جوش اولیه 460 درجه سانتی‌گراد است که این خوراک به میزان بسیار محدود در پالایشگاه‌های امام خمینی شازند و آبادان آن هم زیر ظرفیت یک واحد کک‌سازی تاخیری تجاری وجود دارد. همچنین شاخص کیفی آن‌ها در دامنه مطلوب قرار ندارد و نیازمند واحدهای پیش‌تصفیه است که می‌بایست قبل اقدام رسانه‌ای و هر گونه تفاهم نامه کاغذی به لحاظ کمیت و کیفیت در مدلسازی فرایندی، جنبه فرایندی و اقتصادی آن ارزیابی شود.
نکته مهم آن که در کشور در هیچ پالایشگاه چه در واحدهای توسعه‌ای و چه در واحدهای تازه تاسیس، واحدی برای تولید کک پیش‌بینی نشده است.
منبع:برگرفته از کتاب جامع از نفت تا گرفت؛ مسئله الکترودگرافیتی
