以二氧化碳减排为契机,促进循环经济可持续发展

文/陈冰 宋兰英 贾莉

我国政府在哥本哈根气候峰会上庄严承诺，到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放要比2005年下降40%～50%。如此大的减排力度，对我国工业企业今后的发展提出了巨大的挑战。作为耗能大户的煤化工行业，其能耗占中国能源年消费总量的15%左右，在消耗能源的同时也产生了大量二氧化碳气体。因此，煤化工企业在温室气体减排中肩负着重大责任，在二氧化碳减排方面大有可为。

河南煤业化工集团安化公司（前身为安阳化肥厂）始建于1969年，经过40年的发展，目前已成为年产合成氨24万吨、尿素40万吨、甲醇6万吨、甲胺/DMF 15万吨的国家大型一类企业。作为资源消耗大户，年消耗块煤50余万吨，粉煤50余万吨。安化公司有两套年产12万吨合成氨、20万吨尿素装置，在实际生产过程中，半水煤气经过净化系统脱除的二氧化碳再生气除了一部分送到尿素车间作为合成尿素的原料外，其余部分二氧化碳被直接排放到大气中，对当地生态环境造成了较大的影响。

近年来，安化公司结合企业实际情况，进行了积极探索和有益尝试。通过不断加大科技、资金投入，选用先进、清洁的工艺，实施技术集成创新，创建绿色生态产业链等途径，有力的促进了企业二氧化碳减排工作的开展。

建设食品级二氧化碳项目，延伸产业链

2006年4月，安化公司利用现有工业基础，投资1300余万元新建了一套年产3万吨食品级二氧化碳装置，该项目采用吸收法、吸附法、精馏法等新技术和专门设计的提纯塔，对新区合成氨系统的含量在80%～90%的二氧化碳再生气进行回收提纯(见图1)，使产品二氧化碳纯度达到了99.9%，达到美国可口可乐级标准。同时该装置全部采用自动化操作，对二氧化碳提纯过程中产生的冷气进行了充分回收利用，最大限度地降低了能耗。

高纯度二氧化碳产品上市后，受到了用户的青睐和欢迎，被广泛应用于冷冻食品和饮料行业。该项目的投产，既实现了温室气体减排、保护环境这一目标，同时也给企业带来了良好的经济效益。截止到2009年12月底，已累计捕集、销售高纯度二氧化碳74612吨，实现产值1000余万元。

用二氧气化碳为原料制取一氧化碳，变废为宝，节能降耗

2006年9月，安化公司投资2亿多元新建一套12万吨/年甲胺/DMF(二甲基甲酰胺)装置，制气部分采用四川成都化工研究设计院的工艺技术，以焦炭、氧气、二氧化碳为原料，连续造气制备一氧化碳，用于DMF的生产(见图2)。按照焦炭在不完全燃烧的情况下生成一氧化碳，同时二氧化碳耦合一个碳变成一氧化碳，即反应热把二氧化碳通过碳还原成一氧化碳的相关化学反应原理，将老系统合成氨的二氧化碳再生气和变吸一段、变吸二段分离出的二氧化碳送至DMF制气工序，用于制取一氧化碳。

2007年7月安化公司12万吨/年甲胺/DMF装置投产后，经过一年多的系统调整，生产能力已基本达到设计要求。经过对相关经济指标核算，每吨DMF实际消 耗 一氧化碳约367m3，采用焦炭、纯氧连续制气工艺，每生产1000m3一氧化碳 可消耗1000m3左右二氧化碳，按全年实际生产DMF 10万吨计算，则全年可消耗二 氧 化 碳 约3600万 m3， 折 合7万余吨，节能减排效果非常明显。

二氧化碳再利用的相关改造

2009年 8月 和 2010年 元月，安化公司分别实施了新老区二氧化碳联通管线改造和食品级二氧化碳增产改造，目的是平衡各单位的二氧化碳使用量，最大限度的减少二氧化碳的排放。

1、新老区二氧化碳管线增加联通改造

由于新老区二氧化碳管线相互隔开，之间没有联通管线，因此在实际生产中曾多次发生这样的现象：一旦合成氨净化系统减量或停车，其相关下游用户就会出现因原料气二氧化碳不足或中断，而被迫停车；下游用户因故停车，大量二氧化碳因没有用户，而被迫放空。

针对这一问题，2009年8月安化公司实施了新老区二氧化碳管线联通改造（见图3）。通过增加二氧化碳联通管线，新老区二氧化碳均可通过联通管线被送到新老区尿素车间、二氧化碳车间和气化车间，有效提高了二氧化碳的利用率，减少了停车次数。

2、食品级二氧化碳增产改造

自食品级二氧化碳投产以来，由于受二氧化碳压缩机打气量不足的影响，液体二氧化碳产量长期达不到设计产能。

2010年元月份安化公司实施了二氧化碳增产改造。从新区尿素压缩机四段出口增加一条管线，将压力从6.0MPa减压至2.6MPa后，引至二氧化碳车间压缩机出口。在尿素因故减量时，将富裕的二氧化碳气体送到二氧化碳车间提纯、液化后出售。这样既可避免二氧化碳放空，又可以增加液体二氧化碳产量，从而实现二氧化碳的减排和再利用。

12万t/a 甲胺/DMF装置

可持续发展展望

二氧化碳减排对于煤化工企业来讲，大有文章可做。刚刚闭幕的“2010年两会”上，“低碳经济”、“节能减排”成为代表委员们的热议话题之一。一些化工专家对二氧化碳的利用也提出了很多途径和思路。比如，利用二氧化碳生产碳酸二甲酯技术，可将工业生产中大量排放的二氧化碳变成碳酸二甲酯等精细化工产品；通过羰基合成等工艺技术，可使二氧化碳与氢反应生产甲烷、甲醇、碳纤维、工程塑料、沥青以及建筑材料等，不仅能减少二氧化碳排放，还能拓宽氢能利用的空间。

因此各煤化企业应立足自己的实际情况，对本单位排放的二氧化碳就如何捕集、如何利用进行深入的探讨研究，走出一条最适合自己发展循环经济的路子，把二氧化碳更好的利用起来。今后随着高新技术的不断出现和采用，也许将来二氧化碳还不够用呢。