CO2:可回收利用的珍贵原料--Marl化工园区对CO2的排放采取了调控利用措施

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05

CO2是温室效应气体之一,但是许多化学和工业流程企业却对此束手无策。实际上,CO2可以在工业中得到应用,正因为如此CO2的需求量也在日益增加。在德国Ruhr区北部的边界上,Linde公司已经投资了1000万欧元,建立了一个废气处理工厂,将工业区产生的废气作为副产品进行调控处理,以便进一步使用。在化学工业中,什么物质清澈如水,在11℃时开始沸腾,易于点燃并以普通的中间产品出现?答案是环氧乙烷(C2H4O)。这种物质主要应用于乙二醇的生产,这是一种大家所熟悉的冷却液和防冻剂,而且也在化妆品、清洁剂以及塑料生产中大量应用。环氧乙烷是在一种简单的化学反应中产生的,由乙烯(C2H4)和氧气(O2)混合,在200~300℃的温度条件和催化剂的作用下形成了环氧乙烷。但是这一化学反应也同时生成了一种人们不需要的副产品——CO2。这种无色无味的化合物就是温室效应气体之一,主要来源于石油的燃烧。专家们一致认为,人类在实现工业化的一系列活动中,由于CO2的大量释放造成了全球的气候变化。这种令人讨厌的气体还来自于化工生产的流程中。在德国Ruhr区北部边境的Marl化工园区,化工厂利用CO2作为原料来生产合成乙二醇,成为生产洗发香波、护发素和清洁剂的化学成分。

CO2是一种珍贵的原材料自从2004年年中以来,这种气体不再毫无价值地被排放到大气之中,而是更好地在加以利用。现在已建立起一条输气管道,将这一气体输送到Linde气体处理厂进行液化处理,作为工业用途。实践证明,CO2并不只是一种温室气体,而且也是一种珍贵的原材料。它自身的特性已使其成为现代工业中不可缺少的辅助产品:在正常的条件下,它几乎是一种不会产生化学反应的惰性气体,它很容易溶于水中,当其从固体(“干冰”)直接升华成气体时,可以使周围的温度发生很大的变化,使气温上升到70℃。在水资源管理、医药技术和各种工程中,CO2作为净化和清洁处理剂是不可缺少的。例如,钢铁零件的清洗,可用米粒大小的干冰进行抛丸处理。

CO2在食品工业中也起着非常重要的作用,凡是在没有电源的时候,食品必须采用干冰冷藏保鲜。没有干冰,在举办体育运动会的时候和航班飞行途中就无法对食品冷藏保鲜。饮料生产商也经常将Linde公司Marl工厂加工处理的气体应用于矿泉水碳酸饮料。该气体溶解后的形式就是碳酸,其不但具有令头脑清醒的功能,而且还可抑制有害微生物的生长。CO2溶解的浓度越高,其产品的保质期就越长。在矿泉水中,一般每升含有4~8g的CO2,如果在含有糖分的汽水和混合饮料中,每升的CO2含量还可以进一步提高。其需求十分巨大,但这种气体并不缺少,随时可以制取。仅德国一个国家,每年发电和取暖等行业中所生成的CO2排放量约达5亿吨,对气候造成破坏性影响。相比较而言,其中只有75万吨CO2作为工业用途在国内销售。当然从烟囱中排放的CO2是不适于应用到食品工业之中的,因为在煤炭、油类或煤气的燃烧过程中产生的污染物质很多,要过滤清除这些污染物质需要花费极大的物力和精力。而化工流程中产生的CO2是一种副产品,其浓度很高,而且也纯净清洁得多,因此净化起来也更容易。一方面,如果将CO2不加利用地直接从环氧乙烷生产排放到大气之中,这是一种浪费,而且从另一方面考虑,生产CO2的厂家还应符合国家和欧洲空气污染标准。

满足环保和经济需要

Marl化工园区的Linde工厂模范地将环保要求和经济需要结合在一起。该工厂每年约生产60000t液态CO2,全部气体原料由Sasol环氧乙烷工厂提供。气体的净化工艺流程十分简单:微量的有机化合物通过催化燃烧排除,然后通过干燥清除残留的水份。最后遗留下来的其余气体成份,如氧气和氮气,在压力之下,通过低温液化方式清除,同时在沸腾状态下制取液态CO2。其产品的纯度达到99.95%。Linde气体制造厂的CO2产品管理部全球负责人Peter Wilhelm Koziel先生称:“这一产品完全符合最严格的消费法要求。”


CO2是化工生产的废弃产品,经过在Linde公司的a新工厂调控处理以后,可用于食品工业。
Marl是Linde公司在德国生产工业用CO2的第三个生产基地。在德国Saxony-Anhalt州的Leuna地区,原料来自于氢气分离厂的副产品;而在德国北莱茵-威斯特法伦州东部的Bad Driburg地区,CO2气体直接来自于地下的天然气资源。Linde公司在新的工厂设施中已经投入了1000万欧元。Koziel先生说:“我们通过这种方式,既增加了CO2的生产份额,而且又加强了我们对客户的供货可靠性。”直到上世纪50年代中期,因缺乏运输能力,极大地影响了CO2的商业化利用。实际上,在13~17 bar的表压之下,当温度为-35~-25℃时,CO2可变成液态,一直到CO2能够采用液态的方式进行运输时,其强大的市场才得以开发。自从那个时代开始,装有液态CO2的特殊集装箱就活跃在国际道路和国际铁道的运输线上。在Marl的Linde工厂可以确保这种液态CO2的流动运输将不会停止。

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