20年の歩み：省エネルギーと環境保護のためのガス分離の推進

1. 科学技術に基づく始まり

1988年、北京大学の教授謝有長は、基礎研究における自発的单分子層分散の原理に基づき、一酸化炭素に対して高い選択性を持つ銅系吸着剤を開発しました。この新しい吸着剤は米国、カナダ、中国の特許を取得し、文献で報告されているものよりもはるかに高い吸着容量と選択性を持つ、既知の最良の一酸化炭素吸着剤と評価されました。1991年には国家新製品として認定されました。

謝有長は、化学は応用性の高い学問であり、理論と実践を結びつけることが国や社会に実用的価値を生み出すために不可欠であると考えています。そのため、彼は一酸化炭素吸着剤のパイロット生産を 研究開発 チームと共に行いました。その際、いくつかの有名な国際ガス会社が高効率吸着剤に注目し、彼との協力の明確な意向を表明しました。しかし、交渉段階で生じた多くの問題により共同作業は中止されました。

吸着剤の工業化への10年以上にわたる努力の末、1999年に北京大学科技開発部と北京大学資源グループは先鋒（Pioneer）への出資を決定しました。1999年10月13日、北京北京大学先鋒科技有限会社は、新たに開発した圧力スイング吸着プロセスを用いてガス分離分野に参入し、帆を上げてブルーオーシャン市場へと進みました。

実際の結果は、吸着剤を単に販売するだけではユーザーのニーズを満たすのが難しいことを証明しました。そのため、先鋒は事業を完全なエンジニアリング設備の供給へと転換し、これが将来の発展を決定的に変えました。この時、先鋒はPSA技術のエンジニアリングへの探求を開始しました。

企業全体の推進のもと、ガス分離市場への最初の切符を手にしたのは、圧力スイング吸着酸素技術でした。

2000年、最初のパイロット PSA酸素プラント が設置されました。技術者らは、純酸素の消費電力は1立方メートルあたり0.35kw/hと提案しましたが、これは国内のPSA酸素生成の標準値0.46kw/hと比較してかなり高い値でした。

この生産能力50 m³/hrの酸素プラントは多くの専門家の訪問を集めました。出席した研究者たちは、これまでにない小型化された本体に皆驚きました。

2年後、先鋒はようやく2001年に最初の酸素製造注文を受けました。しかし、土木工事と吸着剤の充填の背後には技術的な盲点があり、順調に進んでいるように見えました。起動から3～4時間後、吸着塔内の吸着剤層がガスの強い流れにより瞬時に転倒しました。先鋒は迅速に対策を講じました——技術者たちは午前1時に塔に降り、吸着剤の再充填を試みました。しかし、繰り返しの試みは繰り返しの失敗に終わり、問題は予想以上に深刻化しました。現場分析に基づき、謝有長は容量を50 m³/hrから1000 m³/hrにスケールアップし、ガス分配の問題を解決する必要がありました。

PSA酸素プラントにおいて、従来の5Aモレキュラーシーブから新しいリチウム系への移行成功には、安定したプロセスを習得するための経験が必要であり、上記の試行錯誤は、平板吸着床用のエアディストリビューターのプロセス最適化を促進し、その後の市場競争において安定運転を確保する鍵となりました。

最適化後、プラントは酸素の生成に成功し、同時に全体的なユーザー体験も向上しました。先鋒は決して責任を回避したり顧客を欺いたりせず、その統合サービスは評価され感謝されています。そのため、信頼の種が蒔かれ、10年後に衡陽華菱鋼管有限公司で開花しました。これは世界初の高炉ガスから高カロリーガスへのプロジェクトです。

2003年、江蘇丹化グループ有限公司が半水ガスから一酸化炭素を精製する必要があるケースがありました。担当者は調査の後、先鋒のPSA一酸化炭素分離技術について知りました。原料ガスは窒素含有量が高いため、5Aモレキュラーシーブを使用した場合、CO収率は60％未満となり、純度も保証できず、明らかに技術要件を満たしませんでした。協議の後、責任者は先鋒の総経理張佳平に、先鋒のCO分離技術だけがプロジェクトに適合すると伝えました。先鋒の高効率で直接的な性能が、酸素と一酸化炭素事業の新たな旅を切り開きました。

2. 安定した発展のための強固な基盤

2007年2月11日、春節まであと7日。午前中、人民大会堂で厳かに表彰式が行われ、2005年度国家技術発明賞受賞者である謝有長が壇上に立ち、温家宝首相から二等賞の賞状を受け取りました。高効率一酸化炭素分離技術は、産業実践による修正と実証を経て、北京大学史上初の国家技術発明賞を受賞しました。ガス分離分野全体を見渡しても、この栄誉を勝ち取った他の企業は存在しません。

2007年、先鋒は上海金煤化学有限公司のエチレングリコール支援プロジェクトの入札に成功しました。この契約は、酸素製造、一酸化炭素および水素精製を含む総額2億元の包括的ガスプロジェクトであり、単一契約としては最大額となりました。2009年12月、このプロジェクトは稼働を開始し、合格製品を生産しました。同時に、 酸素製造 先鋒は史上最高記録を更新し、貴州開磷息烽合成氨有限公司とVPSA 40,700 Nm³/hの酸素製造契約を成功裏に締結しました。

上海金美化学向けエチレングリコール支援プラント

2009年、金融危機により市場環境が悪化し、多くの企業が倒産した。しかし、Pioneerは経済回復を待ちながら堅調に耐えた。同年、同社は約3億元の受注を獲得し、圧力変動吸着技術の最も専門的なサプライヤーの一つとなり、この分野でトップに立った。

PSA酸素生成技術の普及に伴い、国内技術は国際競争力を獲得した。同社は差別化競争を通じてプロセス設計とサービスを最適化し、顧客体験の向上に注力した。この戦略の成功により、同社は力強い発展を遂げた。

2012年、同社は多くの困難を乗り越え、四川玻璃繊維グループの酸素製造プラントの入札に勝利した。これは初の酸素供給プロジェクトであった。Pioneerは特定のニーズを持つ顧客層をターゲットとし、特にガス供給会社を設立し、プラントとガスの両方を販売することでガスの流れをキャッシュフローに変えた。

エネルギー消費削減は酸素製造プロセスの先進性を示す重要な指標であり、同社の生命線でもある。技術エンジニアはこの点について非常に真剣に探求してきた。同社はラジアルベッドプロセスを開発し、林州広元新素材科技公司と初のラジアルベッド酸素製造プラント契約を締結した。純酸素1平方メートルあたりの電力消費はわずか0.29kw/hであり、軸流ベッドに比べて20%以上低い。

3. 産業排ガスの 総合利用

ガス分離に関しては、技術革新が事業拡大のさらなる機会を提供する。具体的な運営戦略としては、産業排ガスの利用を推進する。例えば、製鋼所ガスから高純度COを精製し、C-1化学の原料として使用できる。この背景から、製鉄と化学の連携生産が提案されている。

2012年、Pioneerは華菱衡鋼パイプ有限公司で高炉ガスからCOへの精製プラントを稼働させた。このプロジェクトでは、COは化学的に合成されるのではなく、天然ガスのように製鋼所の需要を満たすために使用され、製鉄と化学の連携生産の前段階を実現した。1年後、Pioneerは新疆天業集団有限公司にカルシウムカーバイド炉排ガスからCOへの精製プラントを提供し、エチレングリコールを合成することで、製鉄と化学産業の連携生産の後段階を実現した。実際、これら2つのプロジェクトは、現在まで世界で唯一の高炉ガスからCO、およびカルシウムカーバイド炉排ガスからCOへの精製プラントであり、製鉄と化学の連携生産に導かれた画期的な成果である。 化学産業.

中国第3位の鉄鋼生産省である山東省には22の製鋼企業がある。その中で、肥城市最大の製鋼企業である石横特鋼集団有限公司は、2016年に山東アサイド化学有限公司と合併し、鉄鋼、化学、その他の産業チェーンを統合した超大規模コングロマリットを設立した。2017年1月、Pioneerは石横特鋼集団有限公司の製鋼所エリアに転炉ガスからCOへの精製プラント一式を開発した。製品は13キロメートルの地下パイプラインを通じて、ギ酸生産ラインに継続的に供給される。

山東アサイド向け世界初の転炉ガスからギ酸へのプラント

1年後、Pioneerは山西立恒鉄鋼有限公司と製鉄・化学連携生産の第2弾プロジェクト契約を締結した。

山西立恒鉄鋼有限公司は、転炉ガスから精製されたCOとコークス炉ガスから得たH2をエチレングリコール合成の原料ガスとして利用することで、鉄鋼産業から化学生産への拡張に成功した。現在のEG価格7,500元/t、鉄鋼価格3,800元/tに基づくと、このプロジェクトはEGで22.5億元に相当する生産額を増加させ、これは60万トンの鉄鋼生産に匹敵する。

2018年、PioneerのCOを豊富に含む産業排ガスを利用するプラント一式は、国家奨励重点環境保護技術設備目録に掲載された唯一の産業排ガス利用企業となった。Pioneerの先進性と革新性は国内で技術的に認められ、当社のプラントは広く使用される可能性が確保されている。

4. 主要プロジェクト概要

2007年、Pioneerの10500 Nm³/h PSA-COプラント（当時世界最大容量）が楡林で順調に稼働開始。

2010年、Pioneerは最大の8000Nm³/h酸素製造プラントをザンビアに輸出。

2015年、Pioneerは四川中科玻璃有限公司（2200Nm³/h、93%）の酸素生成プロジェクトの入札に勝利し、PSA酸素生成技術がガラス瓶生産に初めて適用された。

2016年、Pioneerはインド最大の鉄鋼会社と製油所高炉のアップグレード・改造契約を締結し、15,000 Nm³/h酸素製造プラントを開発、中国のPSA酸素プラント輸出の新記録を樹立。

2017年、Pioneerは4基目のVPSA酸素製造契約を締結し、包頭華鼎銅業公司と強固な協力関係を確立。

2018年、電気炉製鋼向け初のVPSA酸素製造プラントが四川瀘州で順調に稼働開始。

2018年、世界初のコークス炉ガスからエチレングリコールへのプロジェクトが稼働し、Pioneerが供給するPSA-COおよびPSA-H2プラントが付随。

2019年、安徽昊源化工集団のエチレングリコールプロジェクトで水素製造プラントが稼働開始。これは石炭からEG製造に使用される当社33基目のPSAプラントである。これまでにPioneerは合計22のエチレングリコール生産プロジェクトに関与している。

2019年10月、Pioneerは 初の未処理コークス炉ガス（N2>50%、CO≈28%）からエチレングリコールへのプロジェクトの入札に勝利した。 世界最大のPSA-COプラントを建設し、原料コークス炉ガスからCOを精製する世界初のプラントとなる。

2019年までに、Pioneerは280セット以上のPSAガス分離プラントを建設し、世界の圧力スイング吸着技術の専門サプライヤーとなった。