Una visión general de 20 años: Promoviendo la separación de gases para el ahorro de energía y la protección del medio ambiente

1.Basado en la ciencia y la tecnología desde el principio

En 1988, Xie Youchang, profesor de la Universidad de Pekín, desarrolló un adsorbente a base de cobre con alta selectividad para el monóxido de carbono basado en el principio de dispersión espontánea en monocapa en investigación básica. El nuevo adsorbente obtuvo patentes de EE. UU., Canadá y China, y fue calificado como el mejor adsorbente de monóxido de carbono conocido, con una capacidad de adsorción y selectividad mucho mayores que las reportadas en la literatura. En 1991, fue reconocido como un nuevo producto nacional.

Xie Youchang cree que la química es una disciplina altamente aplicable, y combinar la teoría con la práctica es esencial para generar valores útiles para el país y la sociedad. Por lo tanto, llevó a cabo la producción piloto del adsorbente de monóxido de carbono con el I+D equipo cuando varias empresas internacionales de gases conocidas se centraron en los adsorbentes altamente eficientes y todas expresaron su clara intención de cooperar con él. Sin embargo, muchos problemas surgidos en la etapa de negociación detuvieron el trabajo conjunto.

Después de más de 10 años de lucha por la industrialización del adsorbente, en 1999, la Oficina de Desarrollo de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Pekín, junto con los Recursos de la Universidad de Pekín, decidieron invertir en Pioneer. El 13 de octubre de 1999, Beijing Peking University Pioneer Technology Co., Ltd. finalmente entró en el campo de la separación de gases con el proceso de adsorción por cambio de presión recientemente desarrollado, izando sus velas y avanzando hacia el mercado del Océano Azul.

Los resultados prácticos demostraron que es difícil satisfacer las necesidades de los usuarios simplemente vendiendo adsorbentes. Así, Pioneer transformó el negocio de la empresa en el suministro de equipos de ingeniería completos, lo que cambió para siempre el desarrollo futuro. En ese momento, Pioneer inició la exploración de la ingeniería de tecnología PSA.

Bajo el impulso de toda la empresa, la primera en obtener el boleto del mercado de separación de gases fue la tecnología de oxígeno por adsorción por cambio de presión.

En el año 2000, la primera planta piloto de oxígeno PSA fue instalada. Los técnicos propusieron que el consumo de energía del oxígeno puro es de 0,35 kW/h por metro cúbico, lo cual es bastante alto en comparación con el estándar de 0,46 kW/h para la generación de oxígeno PSA nacional.

Esta planta de oxígeno con una capacidad de producción de 50 m³/h atrajo a muchos expertos a visitarla. Los investigadores presentes quedaron asombrados por el cuerpo miniaturizado, que nunca antes había estado disponible.

Después de dos años, Pioneer finalmente recibió el primer pedido de producción de oxígeno en 2001. Sin embargo, había un punto ciego técnico detrás de las obras civiles y la carga de adsorbente, que parecía avanzar sin problemas. De 3 a 4 horas después del arranque, el lecho de adsorbente en la torre de adsorción se volcó instantáneamente debido al fuerte flujo de gas. Pioneer tomó medidas de manera oportuna: los técnicos bajaron a la torre a la una de la madrugada e intentaron recargar el adsorbente. Sin embargo, los repetidos intentos terminaron en fracasos repetidos, haciendo que el problema fuera más grave de lo esperado. Según el análisis en el lugar, Xie Youchang amplió el volumen de 50 m³/h a 1000 m³/h, lo que requería resolver el problema de la distribución del aire.

Para la planta de oxígeno PSA, la transición exitosa del tamiz molecular 5A tradicional al nuevo basado en litio necesita experiencia para dominar el proceso estable, y el ensayo y error anterior solo promovió la optimización del proceso del distribuidor de aire de la empresa para el lecho de adsorción plano, lo que se convirtió en la clave para garantizar una operación estable en la competencia posterior del mercado.

Después de la optimización, la planta generó oxígeno exitosamente, mientras que la experiencia general del usuario mejoró. Pioneer nunca eludió la responsabilidad ni engañó a los clientes, y su servicio integrado ha sido afirmado y apreciado. Por lo tanto, la confianza se sembró y luego floreció en Hengyang Valin Steel Tube Co., Ltd. 10 años después, que es el primer proyecto de gas de alto horno a gas de alto poder calorífico del mundo.

En 2003, fue el caso de que Jiangsu Danhua Group Co., Ltd necesitaba purificar monóxido de carbono del gas de agua semisintético. El personal responsable conoció la tecnología de separación de monóxido de carbono PSA de Pioneer después de las investigaciones. El gas de alimentación tiene un alto contenido de nitrógeno. Por lo tanto, el rendimiento de CO sería inferior al 60%, y la pureza no se podía garantizar utilizando tamiz molecular 5A, lo que obviamente no cumplía con sus requisitos técnicos. Después de las discusiones, el líder principal le dijo a Zhang Jiaping, el gerente general de Pioneer, que solo la tecnología de separación de CO de Pioneer coincidía con el proyecto. El rendimiento altamente directo y eficiente de Pioneer abrió un nuevo viaje en el negocio de oxígeno y monóxido de carbono.

2. Sentar una Base Sólida para un Desarrollo Estable

El 11 de febrero de 2007, faltaban 7 días para el Festival de Primavera. Por la mañana, los premios se anunciaron solemnemente en el Gran Salón del Pueblo, donde el ganador del Premio Nacional de Invención Tecnológica de 2005, Xie Youchang, subió al podio y recibió el certificado de segundo premio del Primer Ministro Wen Jiabao. La tecnología de separación de monóxido de carbono de alta eficiencia ha ganado el primer premio nacional de invención tecnológica en la historia de la Universidad de Pekín después de ser enmendada y demostrada por prácticas industriales. En todo el campo de separación de gases, no hay una segunda empresa que pueda ganar el laurel.

En 2007, Pioneer ganó la licitación para el proyecto de apoyo de etilenglicol para Shanghai Jinmei Chemical Co., Ltd. Este contrato se firmó para un proyecto integral de gas por valor de 200 millones de RMB, que incluía producción de oxígeno, purificación de monóxido de carbono e hidrógeno, convirtiéndose así en el contrato individual de mayor monto. En diciembre de 2009, este proyecto se puso en funcionamiento y produjo productos calificados. Al mismo tiempo, generación de oxígeno rompió el récord en la historia, es decir, Pioneer firmó con éxito un contrato de producción de oxígeno VPSA de 40,700 Nm³/h con Guizhou Kailin Xifeng Synthetic Ammonia Co., Ltd.

Planta de Apoyo de Etilenglicol para Shanghai Jinmei Chemical

En 2009, una gran cantidad de empresas sucumbieron en la crisis financiera debido al deterioro del entorno del mercado causado por la crisis. Pero Pioneer se mantuvo firme esperando la recuperación económica. Ese año, la empresa obtuvo pedidos cercanos a los 300 millones de RMB y se convirtió en uno de los proveedores más profesionales de tecnología de adsorción por cambio de presión, lo que le permitió estar en la cima en este campo.

A medida que la tecnología de generación de oxígeno PSA se aplicaba ampliamente, la tecnología nacional ganó competitividad internacional. La empresa se dedicó a mejorar la experiencia del cliente optimizando el diseño del proceso y el servicio a través de la competencia diferenciada. La implementación exitosa de esta estrategia trajo consigo el desarrollo vigoroso de la empresa.

En 2012, la empresa superó muchas dificultades y desafíos y ganó la licitación para la planta de producción de oxígeno para Sichuan Glass Fibre Group, que fue el primer proyecto de suministro de oxígeno. Pioneer apuntó a grupos de clientes con necesidades específicas y estableció una empresa de suministro de gas particular, convirtiendo así el flujo de gas en flujo de efectivo mediante la venta tanto de la planta como del gas.

La reducción del consumo de energía es un índice importante para representar el avance del proceso de producción de oxígeno e incluso el sustento de la empresa. Los ingenieros técnicos han tenido una exploración muy seria en este aspecto. La empresa desarrolló un proceso de lecho radial y firmó el primer contrato de planta de producción de oxígeno de lecho radial con Linzhou Guangyuan New Material Science & Technology Company, con un consumo de electricidad para oxígeno puro por metro cuadrado de solo 0.29 kW/h, más de un 20% inferior al del lecho axial.

3. Aprovechamiento Integral de Gases de Escape Industriales

La innovación tecnológica puede proporcionar más oportunidades para la expansión del negocio en lo que respecta a la separación de gases. En cuanto a la estrategia operativa concreta, se debe llevar a cabo el aprovechamiento de los gases de escape industriales. Por ejemplo, se puede purificar CO de alta pureza del gas de las plantas siderúrgicas, y utilizarlo como materia prima para la química C-1. La producción conjunta de acero y química se propone en este contexto.

En 2012, Pioneer puso en funcionamiento la planta de purificación de CO a partir de gas de alto horno en Hualing Henggang Steel Pipe Co., Ltd. En este proyecto, el CO no se sintetizaba químicamente, sino que actuaba solo como gas natural para satisfacer las demandas de la planta siderúrgica, lo que logró la etapa anterior de la producción conjunta de acero y química. Un año después, Pioneer proporcionó a Xinjiang Tianye Group Co., Ltd la planta de purificación de CO a partir de gases de escape de horno de carburo de calcio para sintetizar etilenglicol, realizando así la etapa posterior de la producción conjunta de acero e industria química. De hecho, los dos proyectos son los únicos en el mundo en este aspecto hasta ahora, que son los logros periódicos guiados por la producción conjunta de acero e industria química..

Como la tercera provincia productora de acero de China, Shandong cuenta con 22 empresas siderúrgicas. De ellas, Shiheng Special Steel Group Co., Ltd, la empresa siderúrgica más grande de Feicheng, completó la fusión con Shandong Aside Chemical Co., Ltd. en 2016 y estableció un conglomerado ultra grande que integra acero, química y otras cadenas industriales. En enero de 2017, Pioneer desarrolló un conjunto completo de planta de purificación de CO a partir de gas de horno de oxígeno básico en el área de la planta siderúrgica de Shiheng Special Steel Group Co., Ltd. El producto se entrega de forma continua a la línea de producción de ácido fórmico a través de una tubería subterránea de 13 kilómetros de largo.

La Primera Planta del Mundo de Gas de Horno de Oxígeno Básico a Ácido Fórmico para Shandong Aside

Un año después, Pioneer concluyó el segundo contrato de proyecto para la producción conjunta de acero y química con Shanxi Liheng Iron & Steel Co., Ltd.

Shanxi Liheng Iron & Steel Co., Ltd extiende con éxito la industria siderúrgica a la producción química utilizando CO purificado del gas de horno de oxígeno básico e H2 del gas de horno de coque como gas de alimentación para la síntesis de etilenglicol. Según el precio actual del etilenglicol a 7,500 RMB/t y el acero a 3,800 RMB/t, el proyecto aumenta el valor de producción equivalente a 600,000 toneladas de acero en comparación con los 2.25 mil millones de RMB del etilenglicol.

En 2018, el conjunto completo de plantas de Pioneer que utilizan gases de escape industriales que contienen CO rico convierte a la empresa en la única empresa que utiliza gases de escape industriales listada en el Catálogo de Equipos Técnicos de Protección Ambiental Clave Fomentados a Nivel Nacional. El avance e innovación de Pioneer ha sido reconocido técnicamente en el país y nuestras plantas aseguran la viabilidad de su uso generalizado.

4. Resumen de los Principales Proyectos

En 2007, la planta PSA-CO de 10,500 Nm³/h de Pioneer, con la mayor capacidad a nivel mundial en ese momento, se puso en funcionamiento con éxito en Yulin.

En 2010, Pioneer exportó la planta de producción de oxígeno más grande de 8,000 Nm³/h a Zambia.

En 2015, Pioneer ganó la licitación para el proyecto de generación de oxígeno para Sichuan Zhongke Glass Co., Ltd. (2,200 Nm³/h, 93%), logrando así la aplicación de la tecnología de producción de oxígeno PSA en la producción de botellas de vidrio por primera vez.

En 2016, Pioneer firmó el contrato de mejora y transformación del alto horno de refinería con la empresa siderúrgica más grande de India para desarrollar una planta de producción de oxígeno de 15,000 Nm³/h, estableciendo un nuevo récord para la exportación de plantas de oxígeno PSA de China.

En 2017, Pioneer firmó el cuarto contrato de producción de oxígeno VPSA y estableció una cooperación sólida con Baotou Huading Copper Company.

En 2018, la primera planta de producción de oxígeno VPSA para fabricación de acero en horno eléctrico se puso en funcionamiento con éxito en Luzhou, Sichuan.

En 2018, el primer proyecto global de gas de horno de coque a etilenglicol se puso en funcionamiento con la planta PSA-CO y PSA-H2 de apoyo suministrada por Pioneer.

En 2019, la planta de producción de H2 de un proyecto de etilenglicol logró la operación en Anhui Haoyuan Chemical Group. Esta es nuestra 33ª planta de PSA utilizada para la producción de carbón a etilenglicol. Hasta entonces, Pioneer ha estado involucrado en un total de 22 proyectos de producción de etilenglicol.

En octubre de 2019, Pioneer ganó la licitación para el primer proyecto de gas de horno de coque crudo (N2>50%, CO≈28%) a etilenglicol y construirá la planta PSA-CO más grande, que sería la primera planta en purificar CO a partir de gas de horno de coque crudo en el mundo.

Hasta 2019, Pioneer ha construido más de 280 plantas de separación de gases PSA y se ha convertido en el proveedor profesional de tecnología de adsorción por cambio de presión en el mundo.