二氧化碳综合利用研究
二氧化碳综合利用研究

二氧化碳综合利用研究2013年10月二氧化碳综合利用研究CO2是碳及含碳化合物的最终氧化物。
CO2在自然界的存在相当广泛,它直接参与大自然的形成,影响人类和生物界的生存,空气中的二氧化碳约占0.039%,二氧化碳被认为是造成温室效应的主要来源。
随着人们对CO2的深入认识,其生产、应用和研究愈来愈引起人们的重视。
一、二氧化碳的物理化学性质二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。
CO2相对分子质量: 44气体相对(空气)密度:1.524 (0℃,1atm)气体密度: 1.96g/L(0℃,1atm)液态CO2相对密度:1.101(-37 ℃)沸点:-78.5 ℃。
临界温度31.06℃,临界压力 7.382MPa。
固态密度: 1560kg/m3(-78℃)CO2没有闪点,不可燃,不助燃(镁带在二氧化碳内燃烧生成碳与氧化镁,这是唯一的例外);可与水、氢氧化钙等反应。
液体CO2和超临界CO2均可作为溶剂,超临界CO2具有比液体CO2更高的溶解性(具有与液体相近的密度和高溶解性,并兼备气体的低粘度和高渗透力)。
固态二氧化碳俗称干冰,干冰升华后可以吸收周围的热量使温度迅速降低。
空气中二氧化碳的体积分数为1%时,感到气闷,头昏,心悸;4%-5%时感到眩晕;6%以上时使人神志不清、呼吸逐渐停止以致死亡。
二、二氧化碳的产品标准1、工业液体二氧化碳 GB/T6052-20112、焊接用二氧化碳 HGT2537-19933、食品添加剂液体CO2 GB10621-2006三、二氧化碳应用领域近几年,CO2的应用领域得到广泛的开拓。
除了众所周知的碳酸饮料、消防灭火外,农业、国防、医疗等部门都使用CO2。
以CO2为原料可以合成基本化工原料,比如合成甲酸、草酸及其衍生物,合成羧酸和内酯;合成高分子化合物与可降解塑料;以CO2为溶剂进行超临界萃取;CO2还可应用于采油、激光技术等尖端领域。
具体情况如下:3.1 食品加工行业(食品级CO2)使用标准:GB 10621-2006食品添加剂液体CO2饮料行业是国内食品级CO2的主要应用市场。
二氧化碳的影响和综合利用

二氧化碳的影响和综合利用二氧化碳是由于人类活动,尤其是燃烧化石燃料而释放到大气中的一种温室气体。
随着全球工业化和城市化的快速发展,二氧化碳的排放量急剧增加,导致全球变暖和气候变化的加剧。
因此,二氧化碳的影响及其综合利用成为了当代科学研究和社会关注的热点话题。
首先,二氧化碳的影响主要体现在气候变化方面。
二氧化碳和其他温室气体通过增加大气中的温室效应,导致地球表面温度上升。
这种气候变暖会引起冰川融化、海平面上升、极端天气事件增多和物种灭绝等一系列环境问题。
全球暖化还会导致全球降水格局的改变,从而影响农业产量和水资源分配。
其次,二氧化碳的增加也对海洋生态系统造成了严重的影响。
大量的二氧化碳被溶解在海水中会导致海水变酸,进而影响海洋生物和珊瑚礁的生存。
海洋生态系统的破坏将会影响渔业资源和海洋生态平衡。
在面对这些问题时,综合利用二氧化碳成为了一种解决方案。
一方面,通过发展低碳经济,减少二氧化碳的排放是最有效的办法之一、重要措施包括提高能源利用效率、发展可再生能源、推广清洁能源技术等。
通过这些措施,可以降低二氧化碳的排放量,减缓全球变暖的进程。
另一方面,综合利用二氧化碳也是降低温室气体排放的重要途径之一、二氧化碳捕集与封存技术(CCS)是目前广泛研究的一种二氧化碳综合利用技术。
CCS技术能够将二氧化碳从燃烧集中发电、钢铁生产等工业源捕获并封存起来,避免其进入大气中。
此外,将二氧化碳应用于农业、林业和化工等领域也是一种可行的二氧化碳综合利用方式。
例如,将二氧化碳用于植物光合作用的增产、合成燃料和化学品等。
综合利用二氧化碳不仅可以减少温室气体的排放,还能够为社会经济发展提供新的发展机遇。
二氧化碳的化学转化和能量利用也是当前的研究热点。
通过开展相关研究,可以寻找到高效的二氧化碳转化技术,如将二氧化碳转化为燃料、化工原料。
这不仅能够减少对化石燃料的依赖,还能够推动经济的可持续发展。
总结起来,二氧化碳的排放对地球环境和生态系统造成了严重威胁,加剧了全球变暖和气候变化的进程。
二氧化碳的影响及综合利用讲解

二氧化碳的影响及综合利用讲解二氧化碳(CO2)是一种常见的化合物,它在大气中的浓度随着工业化的快速发展而迅速增加。
二氧化碳的存在对地球的气候和生态系统产生了重要影响。
然而,尽管二氧化碳被广泛视为温室气体和环境污染物,但它也有一些潜在的综合利用价值。
本文将分别讨论二氧化碳对地球的影响以及它的综合利用方法。
首先,二氧化碳是引起全球气候变化和温室效应的主要温室气体之一、当太阳辐射到地球上时,地表将一部分能量吸收热,并将一部分能量释放回大气层。
然而,二氧化碳与其他温室气体一起,可以在大气中形成一个保温层,阻止部分热量逃逸,导致地球温度上升。
这种温室效应对地球的气候和生态系统产生了许多负面影响,包括海平面上升、极端天气事件增多等。
其次,二氧化碳的排放还导致酸雨的形成。
二氧化碳可以与大气中的其他化合物反应生成硫酸和硝酸,这些酸性物质与雨水结合形成酸雨,对土壤、水域和生物多样性造成严重破坏。
酸雨对植物生长和水生生物产生负面影响,破坏生态平衡。
然而,尽管二氧化碳的排放对环境产生负面影响,但它也有一些潜在的综合利用价值。
首先,二氧化碳可以用作工业生产的原料。
许多化学和建筑材料的制造过程需要二氧化碳。
例如,二氧化碳可以用来制造混凝土、纸张和塑料。
此外,二氧化碳还可以用作金属冶炼和食品加工的辅助气体。
通过将二氧化碳回收和利用,可以减少其大气排放量,降低对环境的负面影响。
其次,二氧化碳还可以被利用为能源的一种形式。
利用储存和转化技术,二氧化碳可以被转化为可再生燃料或储存起来,以减少化石燃料的使用。
例如,通过碳捕集和封存技术(CCS),二氧化碳可以从工业排放气体中捕获和存储,以阻止其排放到大气中。
此外,二氧化碳还可以与氢结合产生甲烷,作为一种低碳燃料的替代品。
二氧化碳捕获及利用技术的研究进展

二氧化碳捕获及利用技术的研究进展一、背景随着经济的发展和人口的增长,二氧化碳的排放量不断增加,造成全球气候变暖等环境问题。
因此,二氧化碳的捕获和利用技术成为当前研究的热点之一。
该技术可以有效地降低二氧化碳的排放量,减轻环境污染,同时还可以将二氧化碳转化为有用的化学品和能源。
二、二氧化碳捕获技术1.化学吸收化学吸收是一种将二氧化碳从废气中捕获的成熟技术。
它基于二氧化碳和具有亲和力的吸收剂之间的吸附反应。
常用的吸收剂有胺类化合物、碱性溶液等。
化学吸收的优点是吸收剂具有高的二氧化碳吸收能力,吸收效率高,但缺点是吸收后的二氧化碳需要经过脱附和再生过程才能得到回收,同时吸收剂的成本较高,运营成本较高。
2.物理吸附物理吸附利用吸附剂表面的孔隙和吸附位点吸附二氧化碳。
常见的吸附剂有活性炭、分子筛等。
物理吸附的优点是操作简单、成本低,但吸附效率不高,通常需要再进行脱附和再生过程。
3.膜分离膜分离是利用膜材料的选择性通透性,将废气中的二氧化碳分离出来的一种技术。
常见的膜材料有聚偏氟乙烯(PVDF)等。
膜分离的优点是能够在不使用吸收剂和吸附剂的情况下进行二氧化碳的捕获,同时操作简单、成本较低,但缺点是难以实现高效率的分离,因此需要搭配其他技术。
三、二氧化碳利用技术1.化学利用化学利用是将捕获的二氧化碳通过化学反应转化成有用的化学品。
例如,将二氧化碳和氢气加热反应,可以得到甲烷等油气产品。
另外,二氧化碳也可以通过化学反应制备多种有机化学品,例如甲酸、甲醇等。
2.生物利用生物利用是利用生物技术将二氧化碳转化为生物物质和能源。
例如,利用微藻将二氧化碳转化成微生物蛋白质、油脂等生物能源物质,这些生物能源可以替代化石能源,减少对环境的污染。
3.制备新型材料将二氧化碳制备成新型材料也是一种利用技术。
例如,将二氧化碳与钙水泥反应可以制备出既环保又高强度的碳化钙质材料。
同时,利用碳化钙质材料可以制备出阻燃、抗震等材料,具有非常好的应用前景。
二氧化碳综合利用技术汇总

二氧化碳综合利用技术汇总二氧化碳(CO2)是地球上最重要的温室气体之一,对气候变化具有重要的影响。
为了减缓和适应气候变化,二氧化碳的综合利用成为一个重要的研究领域。
利用二氧化碳的综合技术可以将其转化为有用的化学产品或能源,从而实现碳循环和减少温室气体排放。
以下是一些常见的二氧化碳综合利用技术的汇总。
1.CO2捕集与封存(CCS)CCS技术是将二氧化碳从燃烧排放物中捕集并将其在地下封存,以减少大气中的CO2浓度。
捕集二氧化碳的方法包括化学吸收、物理吸收、膜分离和生物吸收等。
封存二氧化碳的方式包括深海封存和地下封存。
2.CO2利用化学品生产利用CO2生产化学品可以将其转化为有机化合物,如甲醇、乙酸、二甲酸和甲酸等。
这些有机化合物可用作溶剂、合成材料和可持续能源的原料。
3.CO2利用为燃料CO2气体也可以经过电解、催化还原等过程转化为燃料,如氢气、甲烷、甲醇等。
这些燃料可用于热能、电力产生和交通等领域。
4.CO2利用为建筑材料利用二氧化碳可以生产石膏、碳酸钙等建筑材料。
这些材料可广泛用于建筑装修、道路铺设和混凝土制品等。
5.CO2利用为肥料将二氧化碳利用于肥料生产可以提高农作物产量。
CO2肥料可直接供给作物进行光合作用,并提供养分。
6.CO2利用为微藻培养通过利用光合作用,二氧化碳可以为微藻的生长提供碳源。
微藻可以用于食品、饲料、生物燃料等领域。
7.CO2利用为地热能生产地热能生产是一种利用地下热能的技术,可以利用CO2进行地热提供和能量存储。
8.CO2利用为饮用水处理CO2可以在饮用水处理过程中用作调节PH值的剂,用于酸碱平衡和消毒。
9.CO2利用为地下矿物化将二氧化碳注入地下含有镁、钙等矿物质的岩层中,可以催化其与二氧化碳发生化学反应,形成稳定的碳酸地质储存。
综上所述,二氧化碳的综合利用技术是一项具有重要意义的研究领域。
通过将二氧化碳转化为有用的化学产品或能源,可以实现碳循环、减少温室气体排放,并促进可持续发展。
二氧化碳的回收与利用

二氧化碳的回收与利用摘要:近年来,我国化工工业规模不断扩大,国民经济发展迅速,但二氧化碳气体排放量也在日益增加,导致环境污染问题日趋严重。
节能减排政策的实施,不仅需要减少二氧化碳气体的产生,还需要回收产生的二氧化碳气体。
解决这一问题最有效、最快的方法是开发一种高效稳定的二氧化碳回收和再利用技术,这是现代化工行业发展的两个重要方向。
在化工企业的生产过程中,加强二氧化碳的回收再利用,可以减少污染物排放,提高资源配置效率。
基于此,本文简要分析了二氧化碳气体的回收和再利用。
关键词:二氧化碳;回收利用;效益引言全球变暖是全人类都面临的问题。
随着人们越来越意识到空气污染对人类社会发展的巨大危害,各国都在努力控制大气中的二氧化碳。
二氧化碳气体是所有人类生命活动不可缺少的碳源,也是导致温室效应的罪魁祸首。
对于二氧化碳气体,可以采用有效、可循环利用的技术对其进行回收处理,并将其重新应用到制造业生产、农业经济、轻工业等领域,实现循环利用,最大程度提高资源利用效率,实现节能减排。
二氧化碳气体的回收和再利用有多种技术,在实际应用中,为提高二氧化碳回收利用效率,从技术角度结合其特点,分析回收利用现状和需求,选择合适的技术,进行有效的分离回收,最终实现二氧化碳的合理应用,提高资源利用效率。
1.二氧化碳综合利用的必要性随着化工行业的发展,我国温室气体排放量也在逐年增加。
随着国际碳排放交易体系(JT)的建立和清洁发展机制(CDM)的实施,温室气体排放的市场化配置正慢慢开始从发达国家转向发展中国家。
发达国家对温室气体减排抵消额越来越大,而且速度越来越快。
我国已成为发达国家的主要贸易目标,而我国自2012 年开始实施二氧化碳减排义务,但随着进出口贸易逐步深化、大气中二氧化碳减排措施的缺失,以及我国国内温室气体排放不可调和的矛盾日益突出,加快二氧化碳气体回收利用的研究更必要和迫切。
加强二氧化碳气体资源综合利用,对于发展循环经济、建设资源节约型社会、解决水资源短缺和环境阻力不可调和的矛盾具有现实意义。
CO2综合利用研究进展

究 ’。据估计 , 每吨 C O 整个捕集 、 运输和封存 系统 需 要 投 入 3  ̄6 0 0美 元 , 以及 附加 2 %~3 % 0 0 能耗 投 入 , 对 于 我 国以及 其 他 国家都 是 难 以承 这
受 的。
2 CO2的循环利用
C 的循环 利用 是 利用 C 的物 理特 性实 现 O O C :的资源 化利 用 。C 的循 环 利用 是 目前 成 熟 O O 的利用 途径 , 能够实 现一 定量 的 C 排 任务 。 也 O减
2 2年 0 01 2月
云 南 化 工
Yu n n Ch mi a e h oo y n a e c lT c n l g
F b. 01 e 2 2
第3 9卷 第 1 期
d i1 .9 9 ji n 10 —7 X.0 2叭 .0 o:0 36 /.s .0 425 2 1 . 06 s
室合作 开展 了从海 藻 生产 喷气 燃料 和 其他 燃 料 的 项 目研 发 。2 0 0 8年 1月 , 佛 龙公 司 又 与一 家 生 雪
干洗 , 以取 代能 致癌 的全 氯 乙烯干 洗 剂 , 减 少 污 并 染¨ 。在美 国液态 c 的干洗机 已很 普遍 j 0 。
2 6 烟 丝膨 化 剂 .
3 1 气肥 .
气体 具 有 与 液体 相 近 的密度 , 扩散 能 力 是 液体 其
的 10倍 , 以它 的萃 取 能力远 远超 过有 机溶 0 所
剂 _ , 临界参 数低 、 毒 、 8且 J 无 无腐 蚀 。 因此 ,0 c 超 临界 流体 萃取 技术被 广泛 应 用 于食 品 、 工 、 化 医药 等行 业 。在应 用 方 面 , 昶 红 等 对 超 临 界 二 氧 化 李 碳萃 取 中试装 置 的工艺改 进 后 已顺 利完 成 了生 姜 油、 除虫 菊 、 当归油 、 鸢尾 、 银杏 黄 酮及 蛋 黄粉 等 的 实验 研究 , 中生姜 油 、 其 除虫 菊和 鸢尾 已完成 了工
二氧化碳的影响及综合利用讲解

二氧化碳的影响及综合利用引言:近十多年来,在涉及地球环境保护的诸多问题中,最令人关注的当属大气环境逐渐变暖,即所谓的温室效应。
近年来所发生的许多危害,都或多或少被打上了温室效应的烙印,如:严酷的天气类型,变化的生态系统,物种灭绝及生物多样性的丧失,饮用水的减少,海平面上升造成的陆地减少和平均气温上升等。
尽管产生全球气候变化的原因是多方面的,但大量研究表明,产生温室效应的主要原因与温室气体(CHG)的大量排放有直接关系。
当前所谓的温室气体主要有6种,除二氧化碳外,还包括甲烷,氧化氮,氢氟烃,全氟碳和六氟化硫。
这些气体能大量吸收地球表面辐射的热量,从而使地表温度升高而产生温室效应。
而现在摆在人们面前的不仅仅是如何减少二氧化碳的排放量,更应该去思考如何利用这部分温室气体进行工业生产,来为世界创造更多的价值。
一、概述:碳循环是碳通过大气圈,生物圈,土壤圈,岩石圈和水圈的变化和传递的总过程。
碳在生物圈的存在形式主要为有机碳;碳在水圈中的存在形式为溶解的有机碳,溶解的无机碳,沉淀的有机碳,沉淀的无机碳和有机碳;碳在岩石圈中的存在形式为有机碳(包括化石燃料)和碳酸盐;碳在土壤圈的存在形式为有机碳;碳在大气圈中的主要存在形式为二氧化碳和甲烷气体。
现在大气中的二氧化碳的浓度为0。
000370%。
而近年来,人类每年排入大气的二氧化碳为280*10^8t,是植被和土壤呼吸及海表交换排入大气的CO2平均自然流通量(总量约为5500*10^8t)的5%。
大气中CO2总量的变化由排放和吸收量之间的净平均差额决定,而不是各流量本身。
有数据表明:在过去的42万年中,二氧化碳的含量在过去的250年增长了31%,其中最近几十年更是以指数形式在增长。
而化石燃料的使用对CO2排放的贡献占人类活动总排量的70%~90%。
Rising carbon dioxide concentrations in air in the past decades二、温室效应:目前,公认的二氧化碳所引起的温室效应对人类生活环境的几大影响主要包括:一是极端气象和气候现象频繁发生;二是冰川融化,海平面上升;三是对动植物种群数目和分布产生影响;四是全球气候变暖导致越来越严重的缺水问题;五是全球全球变暖带来的种种后果将使人类健康问题越来越突出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
二氧化碳综合利用研究2013年10月二氧化碳综合利用研究CO2是碳及含碳化合物的最终氧化物。
CO2在自然界的存在相当广泛,它直接参与大自然的形成,影响人类和生物界的生存,空气中的二氧化碳约占0.039%,二氧化碳被认为是造成温室效应的主要来源。
随着人们对CO2的深入认识,其生产、应用和研究愈来愈引起人们的重视。
一、二氧化碳的物理化学性质二氧化碳在常温常压下为无色而略带刺鼻气味和微酸味的气体。
CO2相对分子质量: 44气体相对(空气)密度:1.524 (0℃,1atm)气体密度: 1.96g/L(0℃,1atm)液态CO2相对密度:1.101(-37 ℃)沸点:-78.5 ℃。
临界温度31.06℃,临界压力 7.382MPa。
固态密度: 1560kg/m3(-78℃)CO2没有闪点,不可燃,不助燃(镁带在二氧化碳内燃烧生成碳与氧化镁,这是唯一的例外);可与水、氢氧化钙等反应。
液体CO2和超临界CO2均可作为溶剂,超临界CO2具有比液体CO2更高的溶解性(具有与液体相近的密度和高溶解性,并兼备气体的低粘度和高渗透力)。
固态二氧化碳俗称干冰,干冰升华后可以吸收周围的热量使温度迅速降低。
空气中二氧化碳的体积分数为1%时,感到气闷,头昏,心悸;4%-5%时感到眩晕;6%以上时使人神志不清、呼吸逐渐停止以致死亡。
二、二氧化碳的产品标准1、工业液体二氧化碳 GB/T6052-20112、焊接用二氧化碳 HGT2537-19933、食品添加剂液体CO2 GB10621-2006三、二氧化碳应用领域近几年,CO2的应用领域得到广泛的开拓。
除了众所周知的碳酸饮料、消防灭火外,农业、国防、医疗等部门都使用CO2。
以CO2为原料可以合成基本化工原料,比如合成甲酸、草酸及其衍生物,合成羧酸和内酯;合成高分子化合物与可降解塑料;以CO2为溶剂进行超临界萃取;CO2还可应用于采油、激光技术等尖端领域。
具体情况如下:3.1 食品加工行业(食品级CO2)使用标准:GB 10621-2006食品添加剂液体CO2饮料行业是国内食品级CO2的主要应用市场。
按碳酸饮料行业标准,每吨碳酸饮料CO2的添加量为1.5%-2%,目前,我国碳酸饮料的人均年消费量不到5kg,与发达国家和地区相比有较大的差距,发展潜力较大。
另外,采用液体CO2、干冰速冻及CO2气调法贮存食品,可不添加任何防腐剂,保持适当低温,使水果、蔬菜获得良好的贮存效果,使食品保存期延长并保持其新鲜度。
从长远看,为适应国际食品市场竞争的需要,食品冷冻保鲜和贮存粮食的杀虫熏蒸剂,仍将是国内CO2 潜在的广阔市场。
3.2 气体保护焊使用标准:HGT 2537-1993 焊接用二氧化碳CO2保护焊是一种高效率、低污染、低成本、省时省力的焊接方法。
早在1964年我国就开始了CO2气体保护焊工艺的推广工作,已经在集装箱、船舶、汽车以及金属结构的焊接中得到应用,其中集装箱工业主要在深圳基地,船舶工业主要集中在大连、上海等基地应用最为广泛。
3.3 石油开采使用标准:GB/T 6052-2011 工业液体二氧化碳。
由于二氧化碳易于达到超临界状态,处于超临界状态时,其性质会发生变化,其密度近于液体,黏度近于气体,扩散系数为液体的100倍,具有较大的溶解能力。
原油溶有二氧化碳时,原油流动性、流变性及油藏性质会得到改善。
因此,二氧化碳的特殊性质非常适合于低渗透油藏开发。
二氧化碳驱油一般可提高原油采收率7%-15%,延长油井生产寿命15-20年。
二氧化碳被注入井下后,约有50%至60%被永久封存于地下,剩余的40%至50%则随着油田伴生气返回地面。
20世纪80年代以后,二氧化碳驱油技术得到广泛的应用,美国是应用二氧化碳驱油研究试验最早、最广泛的国家,已成为油田提高采收率的主导技术之一,二氧化碳驱油项目108个,每天产油25万桶。
在国内,利用CO2作为油田注入剂已得到了实际应用,油田试验证实了CO2是一种有效的驱油剂,吉林、新疆、大庆、胜利油田进行的研究试验,均积累一定的实践经验。
吉林油田开展了CO2 清洁泡沫压裂研究,形成了CO2清洁泡沫压裂新体系,降低了压裂液成本,提高了压裂液综合性能,并在井现场试验获得成功。
胜利油田利用CO2驱油提高采收率。
2007年,中石化决定在胜利油田高89-1块进行二氧化碳驱油先导性试验,二氧化碳的注入使对应的5口生产井产量上升,井组日产油从31.6吨上升至42.1吨,累计增油7500吨。
其中高89-9井产量从注入前的每日4.5吨,上升到目前的9吨,增长了1倍。
3.4 用于烟丝生产使用标准:GB 10621-2006食品添加剂液体CO2液体CO2用于烟丝的膨胀处理,可使每箱香烟节约5%-6%烟丝,并可提高烟丝的质量。
每箱香烟所需烟丝膨化剂为30kgCO2。
目前国内有上海、宁波、昆明、广州等卷烟厂使用这项技术,具有良好的推广应用前景。
3.5 超临界萃取和干洗使用标准:GB 10621-2006食品添加剂液体CO2CO2在临界点以上,将会以超临界液体存在,其密度为0.2 -0.7g/cm3,临界温度为31.4℃,接近于室温,无毒、不燃、价廉、可提纯,工作性能相当好,萃取能力远远超过有机溶剂。
超临界CO2萃取在一些项目中已获得应用,实例有鲜花生油、麦胚芽油、紫苏类植物油、鱼香精咖啡和高级烷醇等。
目前最普遍的干洗技术是采用烃类(石油类)、氯代烃作为溶剂。
但此类溶剂闪点低,易爆易燃,干燥慢,毒性较高。
干洗行业一直在寻找一种既清洁卫生安全高效的洗涤溶剂,目前已推出液体二氧化碳新型清洗剂,洗净值比石油溶剂高,略低于四氯乙烯,但在渗色、防污物再凝集等方面比四氯乙烯更好。
3.6 合成可降解塑料(CO2生产脂肪族聚碳酸酯多元醇)使用标准:聚合级CO2(纯度99.99%)由二氧化碳制备完全降解塑料的研究始于1969年日本油封公司发现,二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下共聚可得到交替型脂肪族聚碳酸酯。
这种聚合物具有良好的环境可降解性。
美国在此基础上通过改进催化剂,于1994年生产出二氧化碳可降解共聚物。
美国年产量约为2万吨,日本、韩国也已形成年产上万吨规模。
自上世纪90年代起,我国科研单位与企业合作相继开展了二氧化碳固定为可降解塑料的研究,并取得可喜进展。
中科院长春应化所开发出以稀土配合物、烷基金属化合物、多元醇和环状碳酸酯组成的复合催化剂技术,二氧化碳共聚物的数均相对分子质量达到10万左右,反应压力3-4MPa,反应温度控制在60-80℃,聚合时间6-10小时,消耗99.99%二氧化碳0.48吨/吨树脂、环氧丙烷0.74吨/树脂。
生产的二氧化碳基塑料母粒主要有二氧化碳/环氧丙烷共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧乙烷三元共聚物、二氧化碳/环氧丙烷/环氧环己烷三元共聚物等3个品种,外观均为淡黄色粒子或无色透明粒子,二氧化碳单元含量为31%-50%。
在强制性堆肥条件下,这些全生物降解塑料可在50-60天内完全分解。
在内蒙古鄂尔多斯市蒙西高新材料股份有限公司建设3000吨/年的CO2降解塑料生产线,在浙江邦丰塑料有限公司建立10000吨/年工业化生产线;与中海油公司合作在海南东方也建设3000吨/年的CO2降解塑料生产线;在南通华盛新材料股份公司建设10000吨/年的生产线,共同开发出了具有我国自主知识产权的生物可降解CO2塑料薄膜,将聚合物的耐受温度从以往的20-40℃提高到60℃。
与吉林金源北方科技发展有限公司合作,开发出二氧化碳共聚物医用敷料,并获得了世界上第一个二氧化碳共聚物医用一次性可降解材料生产许可证。
中山大学与河南天冠集团合作,采用高效纳米催化剂技术,在南阳市建成5000吨/年的工业化生产线。
德国南方化学工业公司、韩国LG化学等也在计划进行相关的工业化生产线的建设工作。
二氧化碳可降解塑料应用上存在的问题:一是成本高。
由于项目规模小,项目所用催化剂价格贵,项目所需主要原料环氧丙烷和环氧氯丙烷价格也较高,导致二氧化碳降解塑料的价格始终高于石油基塑料1.5-2倍。
二是需求小、销售难。
二氧化碳降解塑料的热稳定性、阻隔性、加工性与石油基塑料存在一定差距,限制了其只能在食品包装、医疗卫生等有特殊要求的极少数领域使用,无法在需求巨大的薄膜、农地膜等领域推广应用。
不仅如此,即便在有限的食品包装、医疗卫生领域,也面临聚乳酸、聚乙烯醇等降解塑料的竞争。
三是投资风险大。
就单位产品投资额而言,二氧化碳降解塑料项目的投资额比煤制油还高,一个1万吨/年二氧化碳降解塑料项目,往往需要1.4亿元以上的资金投入,单从经济效益考虑,项目的投资风险是很大的。
3.7 合成聚氨酯塑料(CO2生产聚醚多元醇)使用标准:聚合级CO2(尚无标准)Bayer公司正在与德国RWTH Aachen、能源供应商RWE 公司等携手合作,寻找新途径,利用CO2生产多元醇,并进一步制成聚醚,以取代环氧丙烷。
这个研发项目被命名为“Dream Production”。
项目于2010年5月启动,2012年4月成功开发出一种能够让CO2快速高效反应并降低能耗的锌基催化剂,使CO2用于生产多元醇变为可能,再与异氰酸酯反应生成聚醚型聚氨酯。
目前这一工艺正在德国Leverkusen 地区的一套小型装臵上验证,据称样品已经试制成功,预计2015年将首次实现工业化生产,其聚醚装臵规模预计为100kt/a。
中国科学院广州化学所,采用纳米催化剂技术,与江苏泰兴金龙绿色化学有限公司合作开发出新型CO2共聚催化剂分离系统,得到了无色催化剂含量低于10%的脂肪族聚碳酸酯多元醇,可以生产出聚氨酯材料,新产品的废弃物一个月可降解33%,建设了20000吨/年装臵。
该技术若转让,需要两家单位共同许可。
3.8 在基本有机化工行业中的应用使用标准:聚合级CO2(尚无标准)CO2除了成熟的化工利用(例如合成尿素、生产碳酸盐、阿司匹林、制取脂肪酸和水杨酸及其衍生物等)以外,现在又研究成功了许多新的工艺方法,例如碳酸二甲酯、苯乙烯、双氰胺、碳酸丙烯酯、甲酸及其衍生物等。
二氧化碳和环氧化合物(环氧乙烷和环氧丙烷等)可转化为环状碳酸酯,这是另一类较为成熟的二氧化碳化学利用技术,但研究者仍在努力开发出更加高效的催化剂。
法本公司1943年首先发现二氧化碳和环氧乙烷在催化剂作用下形成碳酸乙烯酯,后来美国、欧洲和日本等国家和地区均进行了相关工艺技术开发。
中国科学院兰州化学物理研究所近年来开发了环氧乙烷经碳酸乙烯酯制备乙二醇,并联产碳酸二甲酯的全流程工艺。
美国Fluor公司于1960年代初以二氧化碳和环氧丙烷为原料,开发了碳酸丙烯酯工艺技术,继而实现工业化,此后众多国外公司对碳酸丙烯酯工艺进行了研发,并陆续取得成功,国内杭州化工研究所、南京化工研究院、上海化工研究院等单位对碳酸丙烯酯生产技术亦进行了开发,并成功得到工业应用。