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气体

二氧化碳CO2在工业领域的开发和利用(中)

星之球激光 来源:广州世源气体2011-11-23 我要评论(0 )   

(5)代替氟氯烃用作发泡剂 二氧化碳用作泡沫塑料发泡剂有以下优点:①比用戊烷、丁烷、氟氯烃作为发泡剂对环境污染小;②用量少,仅为HCFC发泡剂用量的1/2;③所生产的...

(5)代替氟氯烃用作发泡剂

二氧化碳用作泡沫塑料发泡剂有以下优点:①比用戊烷、丁烷、氟氯烃作为发泡剂对环境污染小;②用量少,仅为HCFC发泡剂用量的1/2;③所生产的泡沫塑料易于回收利用。如用二氧化碳作发泡剂生产的PS泡沫塑料元素,可用制造食品业用的快餐盒、容器、盘和碗等,也可用于超市盛放鱼、肉、蛋等。

DOW化学公司多年研究以二氧化碳作为现有PS泡沫板用发泡剂的替代物,已获成功,并在全球范围内发放这项新技术的许可证。采用这项技术,可完全以二氧化碳作为发泡剂生产厚度为6.35mm的泡沫PS板,并有对环境污染小,发泡剂用量少等优点。

(6)用于污水处理

二氧化碳溶于水且呈弱酸性,可用于处理碱性污染,控制PH值。排出碱性污水的工厂有印染、金属加工、炼油、乙烯生产和造纸厂等。用含二氧化碳的烟道气处理纸浆黑液,不仅可使黑液得到中和,而且还可以从每吨黑液中得到200千克~300千克的硫酸盐木质素,提取率达80以上。

我国第一套应用CARIX工艺的工业装置,建于齐鲁石化公司第二化肥厂,进行循环冷却水系统补充水的处理。实践证明,CARIX工艺并不复杂,原有的离子交换装置增添一套制备二氧化碳再生液的设备,即可把一般的酸碱再生离子交换装置改建为二氧化碳再生离子交换装置。合成氨厂二氧化碳资源充足,循环水用量大,水质要求高,是CARIX工艺最有前途的应用领域。

(7)用于生产无机化工产品

以二氧化碳为原料生产的无机化工产品主要有:轻质MgCO3、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3、BaCO3、PbCO3、Li2CO3、MgO、白炭黑、硼砂等,多为基本化工原料,广泛用于冶金、化工、建材、轻工、电子、医药、机械等行业。

①白炭黑 可由硅酸钠和精制二氧化碳气体反应制取。它用作橡胶补强剂、塑料填充剂、润滑剂和绝缘材料等。

②硼砂 将预处理的硼镁矿粉和碳酸溶液混合加热,通入二氧化碳升压后应即可制取硼砂。主要用于玻璃和搪瓷工业。]

③轻质氧化镁 白云石经煅烧、硝化处理后,再经二氧化碳碳化、热解等一系列处理后即得轻质氧化镁。主要用于陶瓷、搪瓷、耐火材料、磨光剂、油漆及纸张的填料等。

④晶体碳酸钙 将氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙,经二氧化碳碳化后即得碳酸钙,再经结晶、分离、洗涤、脱水、烘干、筛选后得结晶碳酸钙成品。主要用于牙膏、医药、保温材料等。

⑤碳酸钡 重晶石与煤粉进行还原焙烧后,经二氧化碳碳化后制取。广泛用于光学玻璃制造,烟火、化妆品、瓷砖、陶器、搪瓷等生产。

(8)在有机化工方面应用

二氧化碳在有机合成化学中的应用已成为现代化学最重要的课题,二氧化碳可能成为未来的重要碳源。我国二氧化碳研究工作起步晚,尚未很好利用,在当前能源和基本化工原料紧缺的情况下,利用二氧化碳资源开发化工原料,合成化工产品有着广阔的前景。

①乙醇 日本三菱重要和东京电力联合开发出利用绿藻类植物将二氧化碳转化成燃料乙醇的技术,但由于二氧化碳合成乙醇的工艺十分复杂和困难,故一直拖延。

②甲醇 二氧化碳催化加氢制甲醇是有效利用二氧化碳的重要途径,国外对此都做了大量研究工作。

Topsoe公司实现了由二氧化碳和H2直接合成甲醇的工业化生产。日本东京瓦斯公司开发了用二氧化碳合成甲醇的技术,这种新工艺的关键是采用氧化铝加铜和锌制成的新型触媒,把二氧化碳和H2起反应生产甲醇气体,冷却后却得产品,收率约为25%。其余75%为气体,是未起反应的二氧化碳和CO,可再度转为原料反复使用,可使甲醇收率达98%。

德国Lurgi和Sudchemie公司开发出一种用二氧化碳为原料制甲醇的新工艺,他们推出了新反应器和新催化剂体系。与传统工艺相比,合成环路系统内的设备尺寸较小,循环报速率投资费也较低。

③以二氧化碳为羰化剂制取产品 主要产品有水杨酸、对羧基苯甲酸、2,4-二羟基苯甲酸(雷锁辛)、2,5-二羟基苯甲酸(2,3酸)、邻甲基水杨酸等,这些产品的制造工艺及设备都复杂。如:水杨酸主要由苯酚和NaOH溶液在130℃下反应后,通入二氧化碳经后处理制取产品,用于医药、染料、香精、食品防腐剂、橡胶助剂、紫外线吸收剂等。2,4-二羟基苯甲酸由间苯二酚与二氧化碳羟基反应制取,是有机合成的原料。邻甲基水杨酸是由邻甲酚和NaOH反应,再通入二氧化碳便制得产品,是染料的重要中间体,也用于杀菌消毒剂、植物生产调节剂、除草剂等。该产品长期依赖进口。

④碳酸二甲酯 日本NIMCR开发从聚甲醛和超临界二氧化碳制造碳酸二甲酯的技术,改变了原有的光气或CO原料路线,改善了环保与安全。

⑤苯乙烯 二氧化碳制苯乙烯,并可减少能耗90%。用二氧化碳替代高温水蒸气,让苯和乙烯反应,最后制取苯乙烯,也有助于保护地球环境。

⑥双氰胺 由石灰氮水解、减压过滤、二氧化碳脱钙、碱性聚合、结晶干燥等过程制取,用于染料、涂料、胶粘剂、合成洗涤剂等。

⑦碳酸丙烯酯 由二氧化碳和环氧丙烷为原料,在一定温度和压力下合成制取。广泛用于印染、轻纺、化肥、有机合成等行业。

⑧甲酸及其衍生物 利用超临界二氧化碳同时作溶剂和反应物,在三甲基膦系催化剂存在下二氧化碳和H2高效合成甲酸。甲酸不但是醋酸和香料、医药品的原料,而且加热能分解成二氧化碳和H2。也可用此法将H2以甲酸的形式运输和保存,极为方便安全。

⑨二氧化碳甲烷化 加拿大科学家在试验室实现了温和条件下二氧化碳甲烷化反应,收率为60%~70%,与工业化尚有距离;日本东北电力和日立公司联合研制一种二氧化碳转化为甲烷的新型催化剂,在常压和300℃下,二氧化碳和H2之比为1:4时,二氧化碳转化率为90%;日本NEC公司则将催化剂改进,用钯代替锰,在常压和300℃时,二氧化碳转化率达96%,并无副产品。

日本群马大学工业部采用生化电解组合工艺,在电解装置的阴极上附着生产甲烷菌膜,向装置内的水中通入二氧化碳并增加压力,利用电解和产的H2转化为甲烷,转化率可达90%。

⑩天然气和二氧化碳转化成CO和H2的合成气哈尔滨师大开发出天然气和二氧化碳转化成CO和H2的合成气,替代以石油为原料生产的合成气,开辟了石油化工、煤化工以外的另一条新的工艺路线。

⑾二氧化碳合成乙烯 日本东京都大学利用两个串联的反应器,将二氧化碳高速合成乙烯。#p#分页标题#e#

 

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