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氣體

二氧化碳CO2在工業領域的開發和利用(中)

星之球激光 來源:廣州世源氣體(ti) 2011-11-23 我要評論(0 )   

(5)代替氟氯烴用作發泡劑 二氧化碳用作泡沫塑料發泡劑有以下優(you) 點:①比用戊烷、丁烷、氟氯烴作為(wei) 發泡劑對環境汙染小;②用量少,僅(jin) 為(wei) HCFC發泡劑用量的1/2;③所生產(chan) 的...

(5)代替氟氯烴用作發泡劑

二氧化碳用作泡沫塑料發泡劑有以下優(you) 點:①比用戊烷、丁烷、氟氯烴作為(wei) 發泡劑對環境汙染小;②用量少,僅(jin) 為(wei) HCFC發泡劑用量的1/2;③所生產(chan) 的泡沫塑料易於(yu) 回收利用。如用二氧化碳作發泡劑生產(chan) 的PS泡沫塑料元素,可用製造食品業(ye) 用的快餐盒、容器、盤和碗等,也可用於(yu) 超市盛放魚、肉、蛋等。

DOW化學公司多年研究以二氧化碳作為(wei) 現有PS泡沫板用發泡劑的替代物,已獲成功,並在全球範圍內(nei) 發放這項新技術的許可證。采用這項技術,可完全以二氧化碳作為(wei) 發泡劑生產(chan) 厚度為(wei) 6.35mm的泡沫PS板,並有對環境汙染小,發泡劑用量少等優(you) 點。

(6)用於(yu) 汙水處理

二氧化碳溶於(yu) 水且呈弱酸性,可用於(yu) 處理堿性汙染,控製PH值。排出堿性汙水的工廠有印染、金屬加工、煉油、乙烯生產(chan) 和造紙廠等。用含二氧化碳的煙道氣處理紙漿黑液,不僅(jin) 可使黑液得到中和,而且還可以從(cong) 每噸黑液中得到200千克~300千克的硫酸鹽木質素,提取率達80以上。

我國第一套應用CARIX工藝的工業(ye) 裝置,建於(yu) 齊魯石化公司第二化肥廠,進行循環冷卻水係統補充水的處理。實踐證明,CARIX工藝並不複雜,原有的離子交換裝置增添一套製備二氧化碳再生液的設備,即可把一般的酸堿再生離子交換裝置改建為(wei) 二氧化碳再生離子交換裝置。合成氨廠二氧化碳資源充足,循環水用量大,水質要求高,是CARIX工藝最有前途的應用領域。

(7)用於(yu) 生產(chan) 無機化工產(chan) 品

以二氧化碳為(wei) 原料生產(chan) 的無機化工產(chan) 品主要有:輕質MgCO3、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3、BaCO3、PbCO3、Li2CO3、MgO、白炭黑、硼砂等,多為(wei) 基本化工原料,廣泛用於(yu) 冶金、化工、建材、輕工、電子、醫藥、機械等行業(ye) 。

①白炭黑 可由矽酸鈉和精製二氧化碳氣體(ti) 反應製取。它用作橡膠補強劑、塑料填充劑、潤滑劑和絕緣材料等。

②硼砂 將預處理的硼鎂礦粉和碳酸溶液混合加熱,通入二氧化碳升壓後應即可製取硼砂。主要用於(yu) 玻璃和搪瓷工業(ye) 。]

③輕質氧化鎂 白雲(yun) 石經煆燒、硝化處理後,再經二氧化碳碳化、熱解等一係列處理後即得輕質氧化鎂。主要用於(yu) 陶瓷、搪瓷、耐火材料、磨光劑、油漆及紙張的填料等。

④晶體(ti) 碳酸鈣 將氫氧化鈣與(yu) 鹽酸反應生成氯化鈣,經二氧化碳碳化後即得碳酸鈣,再經結晶、分離、洗滌、脫水、烘幹、篩選後得結晶碳酸鈣成品。主要用於(yu) 牙膏、醫藥、保溫材料等。

⑤碳酸鋇 重晶石與(yu) 煤粉進行還原焙燒後,經二氧化碳碳化後製取。廣泛用於(yu) 光學玻璃製造,煙火、化妝品、瓷磚、陶器、搪瓷等生產(chan) 。

(8)在有機化工方麵應用

二氧化碳在有機合成化學中的應用已成為(wei) 現代化學最重要的課題,二氧化碳可能成為(wei) 未來的重要碳源。我國二氧化碳研究工作起步晚,尚未很好利用,在當前能源和基本化工原料緊缺的情況下,利用二氧化碳資源開發化工原料,合成化工產(chan) 品有著廣闊的前景。

①乙醇 日本三菱重要和東(dong) 京電力聯合開發出利用綠藻類植物將二氧化碳轉化成燃料乙醇的技術,但由於(yu) 二氧化碳合成乙醇的工藝十分複雜和困難,故一直拖延。

②甲醇 二氧化碳催化加氫製甲醇是有效利用二氧化碳的重要途徑,國外對此都做了大量研究工作。

Topsoe公司實現了由二氧化碳和H2直接合成甲醇的工業(ye) 化生產(chan) 。日本東(dong) 京瓦斯公司開發了用二氧化碳合成甲醇的技術,這種新工藝的關(guan) 鍵是采用氧化鋁加銅和鋅製成的新型觸媒,把二氧化碳和H2起反應生產(chan) 甲醇氣體(ti) ,冷卻後卻得產(chan) 品,收率約為(wei) 25%。其餘(yu) 75%為(wei) 氣體(ti) ,是未起反應的二氧化碳和CO,可再度轉為(wei) 原料反複使用,可使甲醇收率達98%。

德國Lurgi和Sudchemie公司開發出一種用二氧化碳為(wei) 原料製甲醇的新工藝,他們(men) 推出了新反應器和新催化劑體(ti) 係。與(yu) 傳(chuan) 統工藝相比,合成環路係統內(nei) 的設備尺寸較小,循環報速率投資費也較低。

③以二氧化碳為(wei) 羰化劑製取產(chan) 品 主要產(chan) 品有水楊酸、對羧基苯甲酸、2,4-二羥基苯甲酸(雷鎖辛)、2,5-二羥基苯甲酸(2,3酸)、鄰甲基水楊酸等,這些產(chan) 品的製造工藝及設備都複雜。如:水楊酸主要由苯酚和NaOH溶液在130℃下反應後,通入二氧化碳經後處理製取產(chan) 品,用於(yu) 醫藥、染料、香精、食品防腐劑、橡膠助劑、紫外線吸收劑等。2,4-二羥基苯甲酸由間苯二酚與(yu) 二氧化碳羥基反應製取,是有機合成的原料。鄰甲基水楊酸是由鄰甲酚和NaOH反應,再通入二氧化碳便製得產(chan) 品,是染料的重要中間體(ti) ,也用於(yu) 殺菌消毒劑、植物生產(chan) 調節劑、除草劑等。該產(chan) 品長期依賴進口。

④碳酸二甲酯 日本NIMCR開發從(cong) 聚甲醛和超臨(lin) 界二氧化碳製造碳酸二甲酯的技術,改變了原有的光氣或CO原料路線,改善了環保與(yu) 安全。

⑤苯乙烯 二氧化碳製苯乙烯,並可減少能耗90%。用二氧化碳替代高溫水蒸氣,讓苯和乙烯反應,最後製取苯乙烯,也有助於(yu) 保護地球環境。

⑥雙氰胺 由石灰氮水解、減壓過濾、二氧化碳脫鈣、堿性聚合、結晶幹燥等過程製取,用於(yu) 染料、塗料、膠粘劑、合成洗滌劑等。

⑦碳酸丙烯酯 由二氧化碳和環氧丙烷為(wei) 原料,在一定溫度和壓力下合成製取。廣泛用於(yu) 印染、輕紡、化肥、有機合成等行業(ye) 。

⑧甲酸及其衍生物 利用超臨(lin) 界二氧化碳同時作溶劑和反應物,在三甲基膦係催化劑存在下二氧化碳和H2高效合成甲酸。甲酸不但是醋酸和香料、醫藥品的原料,而且加熱能分解成二氧化碳和H2。也可用此法將H2以甲酸的形式運輸和保存,極為(wei) 方便安全。

⑨二氧化碳甲烷化 加拿大科學家在試驗室實現了溫和條件下二氧化碳甲烷化反應,收率為(wei) 60%~70%,與(yu) 工業(ye) 化尚有距離;日本東(dong) 北電力和日立公司聯合研製一種二氧化碳轉化為(wei) 甲烷的新型催化劑,在常壓和300℃下,二氧化碳和H2之比為(wei) 1:4時,二氧化碳轉化率為(wei) 90%;日本NEC公司則將催化劑改進,用鈀代替錳,在常壓和300℃時,二氧化碳轉化率達96%,並無副產(chan) 品。

日本群馬大學工業(ye) 部采用生化電解組合工藝,在電解裝置的陰極上附著生產(chan) 甲烷菌膜,向裝置內(nei) 的水中通入二氧化碳並增加壓力,利用電解和產(chan) 的H2轉化為(wei) 甲烷,轉化率可達90%。

⑩天然氣和二氧化碳轉化成CO和H2的合成氣哈爾濱師大開發出天然氣和二氧化碳轉化成CO和H2的合成氣,替代以石油為(wei) 原料生產(chan) 的合成氣,開辟了石油化工、煤化工以外的另一條新的工藝路線。

⑾二氧化碳合成乙烯 日本東(dong) 京都大學利用兩(liang) 個(ge) 串聯的反應器,將二氧化碳高速合成乙烯。#p#分頁標題#e#

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