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碳减排:将二氧化碳资源化利用

来源:中国化工报 作者: 2009-12-30

摘要: 我国近期正式提出2020年碳减排具体目标后,大力推广节能减排技术、使用低碳或无碳燃料、推广碳交易等应对措施受到了空前的重视。记者就此采访了相关专家,他们提出,在强调二氧化碳排放源头控制的同时,不要忽视二氧化碳资源化利用的价值。中国科学院长春应用化学研究所研究员王献红12月25日在接受记者采访时介绍,尽管二......


  我国近期正式提出2020年碳减排具体目标后,大力推广节能减排技术、使用低碳或无碳燃料、推广碳交易等应对措施受到了空前的重视。记者就此采访了相关专家,他们提出,在强调二氧化碳排放源头控制的同时,不要忽视二氧化碳资源化利用的价值。



  中国科学院长春应用化学研究所研究员王献红12月25日在接受记者采访时介绍,尽管二氧化碳的生物转化和储存是目前二氧化碳固定和利用领域的热点,但还存在许多不确定因素。而将二氧化碳看作取之不尽、用之不竭的廉价资源材料,采用化学方法将其转化为大宗化工原料,从而实现变废为宝的目标,是一条实现碳减排的重要途径。将二氧化碳作为碳资源的化学利用,尤其是将二氧化碳中碳氧资源同时利用,是目前二氧化碳规模利用领域最有希望、最受关注的方向。



  实际上,二氧化碳利用的前提是如何持续稳定地获取二氧化碳资源,而这方面的技术已经基本成熟。中国工程院院士金涌说,目前我国已经掌握了碳捕集、分离与净化技术,在二氧化碳综合利用领域的技术与世界先进水平相当,这些都为我国实现二氧化碳资源化和规模化利用、减少二氧化碳排放提供了有力的技术支撑。王献红也认为,我国二氧化碳的捕集技术已经基本成熟,可以从水泥厂、燃煤火力发电厂、炼钢厂、炼油厂、化肥厂的废气中大规模回收二氧化碳,国内的许多企业也有这方面的积极性。



  据记者了解,目前国内针对二氧化碳含量不同的各种废气,已经形成了相应的回收方法,包括适用于油田开采现场的低温蒸馏法、已用于丙烯回收工业化装置的膜分离法、用于精提纯的催化燃烧法和二氧化碳含量较低情况下的变压吸附法等。上海石化投发公司岩谷气体二期二氧化碳回收项目于日前投产,该项目利用乙二醇装置排放的二氧化碳废气,加上原有的一期装置,年产食品级二氧化碳达7.5万吨,相当于每年回收利用常温常压下的二氧化碳  4125万立方米。



  在国际上,二氧化碳作为化学品原料加以利用已初具规模。王献红说,目前全世界每年有近1.1亿吨二氧化碳被化学固定,尿素是固定二氧化碳的最大宗产品,每年消耗的二氧化碳超过7000万吨;其次是无机碳酸盐,每年达3000万吨;将二氧化碳加氢还原合成一氧化碳也已经达到  600万吨。此外,每年还有2万多吨二氧化碳用于合成药物中间体水杨酸及碳酸丙烯酯等。



  据介绍,用二氧化碳和氨合成尿素是二氧化碳规模固定和利用的最成功典范。以尿素为基础,还可利用二氧化碳产出碳酸二甲酯等重要化学品,尿素因而成为利用二氧化碳的有效载体。以二氧化碳替代光气合成高附加值的系列重要化工原料(碳酸二甲酯、异氰酸酯、甲基丙烯酸甲酯等),不仅可实现清洁生产,还可以在温和条件下实现反应,提高过程的经济性和安全性。



  目前,以二氧化碳和环氧化物共聚物为代表的二氧化碳基塑料也是一个热点,该塑料具有可生物降解的特点,有助于解决塑料“白色污染”。以中国海洋石油总公司和内蒙古蒙西高新技术集团公司为代表的二氧化碳基塑料的工业化技术走在了世界前列,已经建立了两条千吨级的生产线。



  除此之外,河南天冠集团利用自创的催化体系,已经建成中试规模的二氧化碳共聚物生产线;中科院广州化学研究所生产低分子量的二氧化碳共聚物的技术已在江苏泰兴投入生产,品种是低相对分子质量二氧化碳/环氧化合物共聚物,用作聚氨酯发泡材料的原材料。



  据中国塑协降解塑料专业委员会秘书长翁云宣介绍,利用二氧化碳矿源或者工业生产中二氧化碳废气为原料,与环氧丙烷或环氧乙烷催化合成得到的聚合物,是生物降解塑料的主要品种之一。二氧化碳共聚物的性能与聚乙烯类似,可以进行吹膜和注塑等,产品具有一定的透明性,许多性能可以和聚乳酸等生物降解塑料互补,尤其是阻隔性能比聚乙烯优越几十倍以上,而且生产成本比较低。在克服玻璃化温度低、耐热差的缺点后,这种生物降解塑料产业前景看好。

  

  为此,翁云宣建议国家有关部门建立8000万元的项目资金,用于支持相关企业产业化关键技术的研发,企业再自筹两倍以上的经费用于产业化规模工厂的建设,组建2~3条示范生产线。而目前,已经落实的几个项目企业投入都不大,均在3000万元以下。



  中国石油和化学工业协会相关负责人向记者透露,该协会正在对石化行业二氧化碳排放和循环利用情况进行摸底调查,二氧化碳的资源化综合利用大门正逐渐敞开。

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