北京北大先鋒科技有限公司跨越式發(fā)展紀實

【摘要】今年2月，華菱衡陽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，建設的高爐煤氣提純CO二期裝置一次投產成功，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，建設的高爐煤氣提純CO二期裝置一次投產成功，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的收率達到了96%以上，在同等電耗 條件下，這一指標達已到了國際領先水平。這是繼2013年初，北大先鋒與新疆天業(yè)集團合作建設的電石爐尾氣提純CO一期工程投產，產品氣CO作為合成乙二 醇的原料氣在國內首獲成功后，變壓吸附氣體分離取得的又一項工業(yè)化應用成果。

　　這不僅標志著我國成為國際上少有的完全掌握高爐煤氣提純CO、電石爐尾氣提純CO技術并實現(xiàn)工業(yè)成果轉化的國家，也標志著北大先鋒公司實現(xiàn)了從單一技術、產品供應商，到具有世界先進水平的氣體分離整體解決方案服務商的華麗蟬變。

　　科研成果孕育高新技術企業(yè)

　　北京北大先鋒科技有限公司總經理唐偉告訴中國化工報記者，今年是北大先鋒公司成立的第15個年頭。到2013年底，北大先鋒銷售總收入連續(xù)第9 年實現(xiàn)了業(yè)績穩(wěn)步增長，銷售合同總額自盈利以來翻三番。這些業(yè)績的取得，主要是源自上世紀80年代，北京大學化學院開發(fā)出對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用到石油和化工、鋼鐵、有色工業(yè)生產中去。1999年，北京大學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)團隊和創(chuàng)業(yè)團隊，不斷改進和完善吸附劑的性能。

　　唐偉總經理介紹，公司創(chuàng)立之初主要是以研發(fā)、生產、銷售高效吸附劑為核心業(yè)務。盡管北大先鋒的吸附劑性能參數在國內市場上具有明顯的領先優(yōu)勢， 但在90年代國內的變壓吸附技術發(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)出技術優(yōu)勢，因此在進一步工業(yè)化推廣的 道路上并不順利。

　　由單一產品銷售向成套工程供應商轉型

　　近幾年來，我國鋼鐵、有色和化工等行業(yè)產能嚴重過剩，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。從中國經濟發(fā)展戰(zhàn)略的總體思路而 言，市場條件變化對工業(yè)在短期內增長形成制約，但另一方面為推進結構調整，實現(xiàn)長期健康發(fā)展提供了重要契機。盡管市場不利因素導致工業(yè)市場走弱，但是，變 壓吸附技術的推廣應用在復雜的經濟形勢中得到了平穩(wěn)快速發(fā)展。

　　唐偉告訴記者，2001年，北大先鋒公司審時度勢，在業(yè)務轉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品為主營業(yè)務，而是轉向變壓吸 附成套工程技術的研發(fā)、制造——北大先鋒獨立建設完成的第一套變壓吸附空分制氧裝置正式投產。同年，公司與江蘇丹化集團順利簽訂了第一套半水煤氣PSA- CO裝置供貨合同，CO產量為1700Nm3/h，是當時國內最大規(guī)模的變壓吸附分離CO裝置。這是北大先鋒調整發(fā)展戰(zhàn)略關鍵性的一年，隨后，變壓吸附分 離CO業(yè)務和制氧業(yè)務進一步打開局面，北大先鋒開始在國內變壓吸附領域站穩(wěn)腳跟，在冶金、化工等領域積累了一定的業(yè)績。

　　唐偉回憶說，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“五年計劃”的挑戰(zhàn)，同時也獲得了全新的市場 機遇。這一年公司扭虧為盈，承接項目總數達15個，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技術獲得國家技術發(fā)明二等獎，變壓吸 附制氧技術獲得教育部科學技術進步一等獎，這些技術成果為北大先鋒開拓新的應用領域奠定了發(fā)展基礎，此后，北大先鋒迎來了高速發(fā)展時期。

　　業(yè)務激增帶來的是對企業(yè)承接大項目、多項目能力的考驗。2013年北大先鋒共承接并實施的項目逾20個，涉及冶金、化工、煤化工、水泥、造紙、 玻璃玻纖等多個領域，公司工程技術和產品研發(fā)所涉及的方案優(yōu)化、技術改造和技術創(chuàng)新等項目數達40多個。氣體產品也已延伸到鋼鐵、化工、玻璃玻纖等各大基 礎工業(yè)領域。北大先鋒已成為集產品技術、設計咨詢、方案優(yōu)化、售后服務于一體的變壓吸附主流供應商。

   搶占技術制高點將提純CO技術再次向下游延伸

    近年來，國家不斷加大對包括電石行業(yè)在內高耗能、高污染的落后產能淘汰與技術改造力度，電石行業(yè)也開始全面實施內燃式電石爐向密閉式電石爐的改 造。計劃到2015年，將全部淘汰2萬千伏安以下的內燃式電石爐，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)生死存亡問題的重中之重。

　　唐偉告訴中國化工報記者，密閉式電石爐產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、 成分復雜、氣體壓力小，因此對其輸送、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氣體可利用領域較窄，利用價值很低。

　　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市場前景看好的朝陽產業(yè)。采用變壓吸附分離CO技術實現(xiàn)直接對電石尾氣 的回收利用，一來可以節(jié)省造氣費用，降低乙二醇的單位成本，二來將尾氣中的碳源轉化為化工產品，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 力下實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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

　　根據天業(yè)集團裝置工業(yè)化考核數據顯示， CO純度指標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的乙二醇產品純度超過國標優(yōu)等品標準。

　　將電石行業(yè)和新型煤化工行業(yè)高效整合，這在世界范圍內是首例工業(yè)化應用，填補了我國電石爐尾氣制化工產品的空白，技術參數已達到世界先進水平。

　　這意味著電石企業(yè)采用尾氣提純CO技術，還可多選擇性地合成其他化工產品，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20萬噸/年乙二醇、17萬噸/年1,4丁二醇項目的 建設。提純CO裝置每小時生產CO產品24000Nm3/h，純度達99.5%以上;H2產品86000Nm3/h，純度達99.9%以上。預計，該項目 將于今年下半年投產。