北京北大先鋒科技有限公司跨越式發(fā)展紀(jì)實(shí)

【摘要】今年2月，華菱衡陽(yáng)鋼管有限公司采用北京北大先鋒科技有限公司開發(fā)的變壓吸附分離CO技術(shù)，建設(shè)的高爐煤氣提純CO二期裝置一次投產(chǎn)成功，將原有的高爐煤氣(含25%CO)提純?yōu)楹?0% CO的提純氣，高爐煤氣的熱值從原來(lái)的750千卡/立方米直接提升至2100千卡/立方米，用于替代天然氣燃燒。

    今年2月，華菱衡陽(yáng)鋼管有限公司采用北京北大先鋒科技有限公司開發(fā)的變壓吸附分離CO技術(shù)，建設(shè)的高爐煤氣提純CO二期裝置一次投產(chǎn)成功，將原有的高爐煤氣(含25%CO)提純?yōu)楹?0% CO的提純氣，高爐煤氣的熱值從原來(lái)的750千卡/立方米直接提升至2100千卡/立方米，用于替代天然氣燃燒。CO的收率達(dá)到了96%以上，在同等電耗 條件下，這一指標(biāo)達(dá)已到了國(guó)際領(lǐng)先水平。這是繼2013年初，北大先鋒與新疆天業(yè)集團(tuán)合作建設(shè)的電石爐尾氣提純CO一期工程投產(chǎn)，產(chǎn)品氣CO作為合成乙二 醇的原料氣在國(guó)內(nèi)首獲成功后，變壓吸附氣體分離取得的又一項(xiàng)工業(yè)化應(yīng)用成果。

　　這不僅標(biāo)志著我國(guó)成為國(guó)際上少有的完全掌握高爐煤氣提純CO、電石爐尾氣提純CO技術(shù)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)成果轉(zhuǎn)化的國(guó)家，也標(biāo)志著北大先鋒公司實(shí)現(xiàn)了從單一技術(shù)、產(chǎn)品供應(yīng)商，到具有世界先進(jìn)水平的氣體分離整體解決方案服務(wù)商的華麗蟬變。

　　科研成果孕育高新技術(shù)企業(yè)

　　北京北大先鋒科技有限公司總經(jīng)理唐偉告訴中國(guó)化工報(bào)記者，今年是北大先鋒公司成立的第15個(gè)年頭。到2013年底，北大先鋒銷售總收入連續(xù)第9 年實(shí)現(xiàn)了業(yè)績(jī)穩(wěn)步增長(zhǎng)，銷售合同總額自盈利以來(lái)翻三番。這些業(yè)績(jī)的取得，主要是源自上世紀(jì)80年代，北京大學(xué)化學(xué)院開發(fā)出對(duì)一氧化碳分子有很高吸附容量的 高效銅系CO吸附劑——PU-1，以及高效鋰基制氧吸附劑——PU-8。

　　為了將這些具有優(yōu)異性能的吸附劑推廣應(yīng)用到石油和化工、鋼鐵、有色工業(yè)生產(chǎn)中去。1999年，北京大學(xué)出資組建了北京北大先鋒科技有限公司，并且吸收了成功開發(fā)PU-1、PU-8吸附劑的研發(fā)小組作為北大先鋒公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)，不斷改進(jìn)和完善吸附劑的性能。

　　唐偉總經(jīng)理介紹，公司創(chuàng)立之初主要是以研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高效吸附劑為核心業(yè)務(wù)。盡管北大先鋒的吸附劑性能參數(shù)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上具有明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)， 但在90年代國(guó)內(nèi)的變壓吸附技術(shù)發(fā)展才剛剛起步，與北大先鋒吸附劑配套的變壓吸附工藝流程還不夠成熟，不能充分顯現(xiàn)出技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此在進(jìn)一步工業(yè)化推廣的 道路上并不順利。

　　由單一產(chǎn)品銷售向成套工程供應(yīng)商轉(zhuǎn)型

　　近幾年來(lái)，我國(guó)鋼鐵、有色和化工等行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，企業(yè)盈利水平持續(xù)低迷，能源資源的緊缺與約束日漸增強(qiáng)。從中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略的總體思路而 言，市場(chǎng)條件變化對(duì)工業(yè)在短期內(nèi)增長(zhǎng)形成制約，但另一方面為推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期健康發(fā)展提供了重要契機(jī)。盡管市場(chǎng)不利因素導(dǎo)致工業(yè)市場(chǎng)走弱，但是，變 壓吸附技術(shù)的推廣應(yīng)用在復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)中得到了平穩(wěn)快速發(fā)展。

　　唐偉告訴記者，2001年，北大先鋒公司審時(shí)度勢(shì)，在業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型上做出了重大改變，不再以研發(fā)和銷售單一的吸附劑產(chǎn)品為主營(yíng)業(yè)務(wù)，而是轉(zhuǎn)向變壓吸 附成套工程技術(shù)的研發(fā)、制造——北大先鋒獨(dú)立建設(shè)完成的第一套變壓吸附空分制氧裝置正式投產(chǎn)。同年，公司與江蘇丹化集團(tuán)順利簽訂了第一套半水煤氣PSA- CO裝置供貨合同，CO產(chǎn)量為1700Nm3/h，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大規(guī)模的變壓吸附分離CO裝置。這是北大先鋒調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略關(guān)鍵性的一年，隨后，變壓吸附分 離CO業(yè)務(wù)和制氧業(yè)務(wù)進(jìn)一步打開局面，北大先鋒開始在國(guó)內(nèi)變壓吸附領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，在冶金、化工等領(lǐng)域積累了一定的業(yè)績(jī)。

　　唐偉回憶說(shuō)，2005年是北大先鋒公司發(fā)展史上的重要分水嶺，北大先鋒克服了屬于企業(yè)自身的第一個(gè)“五年計(jì)劃”的挑戰(zhàn)，同時(shí)也獲得了全新的市場(chǎng) 機(jī)遇。這一年公司扭虧為盈，承接項(xiàng)目總數(shù)達(dá)15個(gè)，簽訂合同總額首次突破了1億元。2006年，公司變壓吸附提純CO技術(shù)獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，變壓吸 附制氧技術(shù)獲得教育部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，這些技術(shù)成果為北大先鋒開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域奠定了發(fā)展基礎(chǔ)，此后，北大先鋒迎來(lái)了高速發(fā)展時(shí)期。

　　業(yè)務(wù)激增帶來(lái)的是對(duì)企業(yè)承接大項(xiàng)目、多項(xiàng)目能力的考驗(yàn)。2013年北大先鋒共承接并實(shí)施的項(xiàng)目逾20個(gè)，涉及冶金、化工、煤化工、水泥、造紙、 玻璃玻纖等多個(gè)領(lǐng)域，公司工程技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)所涉及的方案優(yōu)化、技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新等項(xiàng)目數(shù)達(dá)40多個(gè)。氣體產(chǎn)品也已延伸到鋼鐵、化工、玻璃玻纖等各大基 礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域。北大先鋒已成為集產(chǎn)品技術(shù)、設(shè)計(jì)咨詢、方案優(yōu)化、售后服務(wù)于一體的變壓吸附主流供應(yīng)商。

   搶占技術(shù)制高點(diǎn)將提純CO技術(shù)再次向下游延伸

    近年來(lái)，國(guó)家不斷加大對(duì)包括電石行業(yè)在內(nèi)高耗能、高污染的落后產(chǎn)能淘汰與技術(shù)改造力度，電石行業(yè)也開始全面實(shí)施內(nèi)燃式電石爐向密閉式電石爐的改 造。計(jì)劃到2015年，將全部淘汰2萬(wàn)千伏安以下的內(nèi)燃式電石爐，電石行業(yè)面臨再次洗牌。解決電石爐尾氣成為決定企業(yè)生死存亡問(wèn)題的重中之重。

　　唐偉告訴中國(guó)化工報(bào)記者，密閉式電石爐產(chǎn)生的電石爐尾氣量少、CO含量高，方便尾氣的集中化處理。由于電石爐尾氣含塵量大、溫度高、易燃易爆、 成分復(fù)雜、氣體壓力小，因此對(duì)其輸送、凈化或是提純的難度都很大，回收利用較難，而粗放式提取的CO氣體可利用領(lǐng)域較窄，利用價(jià)值很低。

　　高純度的CO是煤制乙二醇等新型煤化工的重要原料，煤制乙二醇等又是未來(lái)市場(chǎng)前景看好的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)。采用變壓吸附分離CO技術(shù)實(shí)現(xiàn)直接對(duì)電石尾氣 的回收利用，一來(lái)可以節(jié)省造氣費(fèi)用，降低乙二醇的單位成本，二來(lái)將尾氣中的碳源轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品，可大幅減少碳排放，有利于企業(yè)在日益增加的節(jié)能減排政策壓 力下實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

　　唐偉介紹說(shuō)，2013年初，北大先鋒與新疆天業(yè)集團(tuán)合作建設(shè)的電石爐尾氣提純CO一期工程投產(chǎn)，提純CO裝置每小時(shí)生產(chǎn)CO產(chǎn)品 6000Nm3/h，純度達(dá)99.5%以上;H2產(chǎn)品16000Nm3/h，純度達(dá)99.9%以上。主產(chǎn)品氣CO、H2作為合成乙二醇的原料氣。

　　根據(jù)天業(yè)集團(tuán)裝置工業(yè)化考核數(shù)據(jù)顯示， CO純度指標(biāo)突破了目前已知的工業(yè)尾氣提純CO的最高值。使用電石爐尾氣提純氣生產(chǎn)的乙二醇產(chǎn)品純度超過(guò)國(guó)標(biāo)優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)。

　　將電石行業(yè)和新型煤化工行業(yè)高效整合，這在世界范圍內(nèi)是首例工業(yè)化應(yīng)用，填補(bǔ)了我國(guó)電石爐尾氣制化工產(chǎn)品的空白，技術(shù)參數(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平。

　　這意味著電石企業(yè)采用尾氣提純CO技術(shù)，還可多選擇性地合成其他化工產(chǎn)品，例如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、TDI、DMF等。

　　隨著一期工程的順利開展，新疆天業(yè)與北大先鋒已于2013年底開始著手利用電石爐尾氣合成20萬(wàn)噸/年乙二醇、17萬(wàn)噸/年1,4丁二醇項(xiàng)目的 建設(shè)。提純CO裝置每小時(shí)生產(chǎn)CO產(chǎn)品24000Nm3/h，純度達(dá)99.5%以上;H2產(chǎn)品86000Nm3/h，純度達(dá)99.9%以上。預(yù)計(jì)，該項(xiàng)目 將于今年下半年投產(chǎn)。