“我们已进行了工业化试验,效果良好。”朱维群告诉记者,国家开发投资公司新疆煤制烯烃项目计划建设年产180万吨甲醇装置和年产68万吨甲醇制烯烃装置。该项目年副产CO2 360万吨,N2 130万吨,纯度都在95%以上,公司提出了两种废气的综合利用。经估算,年产68万吨烯烃可设计成年产320万吨的三嗪醇产品,产品增量252万吨,而且没有CO2排放。
一位企业人士向记者介绍,一套以煤为原料年产30万吨合成氨的装置,每年排放二氧化碳58万吨;30万吨合成氨完全转化可生产52万吨尿素,每年净排放只有20万吨二氧化碳;将52万吨尿素继续全部转化生成三嗪醇产品,理论上可生成74.5万吨三嗪醇,需要消耗二氧化碳38万吨,而其只排放二氧化碳20万吨,因此,可以设计建立一套二氧化碳零排放的工业生产装置。
产业化前景广阔
据了解,CO2氨化矿化技术实际上是工业尿素的深加工。CO2与氨发生氨化矿化反应生成三聚氰酸,具有原料用量少、工艺可行、产品价值高及用途广泛等优点。比如三聚氰酸中1份重量的氨可固定2.5份的CO2,CO2在产品中的含量达72%。
“CO2氨化矿化原料来源简单,仅需要煤、水和空气。从煤炭参与反应计算,三聚氰酸的总反应热量为-227.4 KJ/mol,为放热反应,整个工艺过程反应温度、压力较低,不仅节能,而且没有CO2排放。”
朱维群说,在CO2氨化矿化过程中,NH3是过剩的,也就是说这是一条“负碳”工艺路线,碳转化率达100%。同时氢消耗量少,与合成尿素或甲醇相比,CO2与氨反应合成三聚氰酸单位CO2所需要的氢量最少,H2:CO2摩尔比仅1.5:1,远低于合成尿素及合成甲醇的3:1。
据了解,利用氨气和CO2合成三聚氰酸或三聚氰胺产业化前景广阔。目前每吨产品利润在1500元/吨以上,经济效益显著。三聚氰酸属于精细化工产品,可生产三聚氰酸—甲醛树脂、环氧树脂、消毒剂、抗氧剂、粘合剂和农药等。也可作为高反应活性的氨基还原剂用于烟气脱硝,可代替尿素、液氨或氨水脱硝还原剂,国内市场容量可达千万吨计;在农业应用,目前尿素的肥效利用率35%左右,三聚氰酸作为缓释的氮肥和碳肥应用于农业,有望提高肥料利用率;由CO2经三聚氰胺合成蜜胺树脂(MF)等各种高分子材料,与煤制烯烃相比具有低碳、低成本优势。
原标题:“零碳排放”可在工业生产中实现
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