利用工业过程中产生的二氧化碳生产碳酸二甲酯的方法及系统技术方案

本发明专利技术一方面提供了一种包括碳酸二甲酯的混和物，其中至少三分之二所述碳酸二甲酯中的碳原子来自至少一个工业过程所产生的二氧化碳副产物。本发明专利技术的另一方面还提供了一种生产碳酸二甲酯的方法，其将煤在氢气气氛下转化为液态产品，并获得副产物氨和二氧化碳，将至少部分所述二氧化碳与氨合成制作尿素，另将部分二氧化碳导入一培育有生物质的区域，并从所培育的生物质获得合成气，将至少部分所述合成气催化转化为甲醇，将所述甲醇与所述尿素合成制作碳酸二甲酯。

【技术实现步骤摘要】
利用工业过程中产生的二氧化碳生产碳酸二曱酯的方法及系统
本专利技术的一方面涉及利用工业过程中产生的二氧化碳生产碳酸二曱酯的方法和系统。
技术介绍
许多科学家都认为，包括二氧化碳在内的温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧可能是全球变暖的基本原因。自工业革命以来，人类在交通运输和工业生产中燃烧煤、油、天然气和树木，产生大量二氧化碳和曱烷进入大气层后使地球升温，使碳循环失衡，改变了地球生物圈的能量转换形式。大气中二氧化碳含量在过去两百年里增加了 25%,远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录，而且目前尚无减缓的迹象。比如，目前蓬勃兴起的煤液化工艺可生产种类繁多的化工产品，比如燃油、曱醇、乙酸、二曱醚、羰基合成醇及异氰酸酯等，但也会产生和排放大量的二氧化碳。煤液化工艺过程排放的二氧化碳不仅会对环境造成污染，同时也是碳资源的浪费。因此，工业界需要能降低二氧化碳的排放，同时又能有效利用碳资源的工业过程及设置。
技术实现思路
本申请的一方面提供了一种包括碳酸二曱酯的混和物，其中，至少三分之二所述碳酸二曱酯中的碳原子来自至少一个工业过程所产生的二氧化碳副产物。在 一个实施例中，至少三分之二所述碳酸二曱酯中的碳原子来自于至少 一种生长于所述二氧化碳副产物的环境中的生物质(biomass)。在一实施例中，该生物质为藻类植物。所述碳酸二曱酯的混和物可以是纯碳酸二曱酯。本申请的另 一方面提供了 一种包括碳酸二甲酯的混和物，其中的碳酸二甲酯由下述方法获得将至少一个工业过程所产生的二氧化碳副产物导入至少一个培育有生物质的区域，并以所述生物质为原料制作所述的碳酸二甲酯。在一个 实施例中，以所述生物质为原料制作所述碳酸二曱酯包括将所述生物质气化以 获得合成气，并将所获得的合成气转化为甲醇，再将甲醇与尿素合成碳酸二甲 酯。以所述生物质为原料制作所述碳酸二甲酯还包括将一煤液化工艺过程的副 产物和/或所述曱醇与尿素合成石友酸二曱酯过程的副产物用于合成所述尿素。本申请的另一方面提供了一种生产碳酸二曱酯的方法，其包括将至少一个工 业过程所产生的二氧化碳副产物导入至少 一个培育有生物质的区域，并以所述 生物质为原料制作所述碳酸二曱酯。所述的至少一个工业过程可包括煤气化过程、费托合成过程、煤直接液化过 程、天然气转化过程、以及钢4^冶炼过程中的一个或多个。本申请的另一方面提供了一种整合型煤液化方法，包括将煤、氧气以及水转 化为第一合成气及第一副产物二氧化碳；将煤在氢气气氛下转化为液态产品，并获得第二副产物二氧化碳；将至少部分所述第一和第二副产物二氧化碳导入 一培育有生物质的区域，并从所培育的生物质获得第二合成气；将至少部分所 述第一和第二合成气催化转化为曱醇；将至少部分所述第一和第二副产物二氧 化碳与氨合成制作尿素；以及将所述曱醇与所述尿素合成制作碳酸二曱酯。在一个实施例中，以上所述整合型煤液化方法中至少部分用于合成制作尿素 的氨为将煤在氢气气氛下转化为液态产品的副产物。在另一个实施例中，至少 部分用于合成制作尿素的氨为将所述曱醇与所述尿素合成制作碳酸二曱酯的副 产物。在一个实施例中，至少部分由所述第 一和第二合成气分离而得的 一氧化碳被 用于将原煤在一氧化碳气氛下进行预处理以获得经过预处理的煤，再将该经过 预处理的煤在氢气气氛下转化为液态产品。在另一个实施例中，至少部分所述 第一和第二合成气通过费托合成被转化为液态产品，并获得尾气，且所述尾气 中至少部分一氧化碳被用于煤的预处理。在 一个实施例中，所述整合型煤液化方法还包括将至少部分所述第 一和第二 合成气通过费托合成转化为液态产品，并获得第三副产物二氧化碳，所述方法 还包括将至少部分所述第三副产物二氧化碳导入所述培育有生物质的区域。附图说明图1为一实施例中利用工业过程所产生的二氧化碳来生产碳酸二甲酯的系 统的框图。图2为一实施例中工业过程的框图。具体实施方式目前，各种工业过程的发展使得二氧化碳的排放量越来越来，大量二氧化 碳的排放不仅会对环境造成污染，同时也浪费很多的碳资源。本专利技术实施例中 提供了有效利用工业过程产生的副产物二氧化碳来生产所需化工产品的系统和 方法以及该方法生产出来的产品。在一实施例中，工业过程所产生的二氧化碳 副产物被用来生产碳酸二曱酯，使得至少三分之二的产物碳酸二曱酯中的碳原 子来自至少一个工业过程所产生的二氧化碳副产物。在一实施例中，如图l所示， 一个利用工业过程/系统110所产生的二氧化 碳来生产碳酸二曱酯的系统100包括生物质培育装置120、生物质气化装置130、 甲醇合成装置140、尿素合成装置150和碳酸二曱酯合成装置160。其中，工业 过程/系统110产生二氧化碳116，还可能产生氨气112、废水114、合成气(主 要成分为氩气与一氧化碳的混合气体)118和/或废热119,生物质培育装置120 将至少部分二氧化碳116和/或废水114用来培育生物质(biomass)。其中，生 物质(biomass )是指一切直接或间接利用绿色生物质光合作用形成的有机物质， 包括植物、动物和微生物及其排泄物与代谢物。在一实施例中，所述生物质主 要为植物，特别是藻类植物。藻类还可用于废水处理，以处理工业过程/系统110 所产生的废水114,从而降低环境污染与废水处理成本。生物质气化装置130 可将生物质培育装置120培育出的生物质在适当的条件下气化生成合成气132， 该合成气132的氢碳比可大致为1:1。曱醇合成装置140可将合成气132合成曱 醇。另外，尿素合成装置150可将至少部分工业过程/系统IIO所产生的氨气112 以及二氧化碳116合成尿素。碳酸二曱酯合成装置160可将所述曱醇合成装置 140中合成的甲醇和尿素合成装置150中合成的尿素合成碳酸二曱酯。此外， 工业过程/系统IIO产生的合成气118也可通往曱醇合成装置140中用于合成甲 醇，而工业过程/系统IIO产生的废热119可用于碳酸二曱酯合成装置160中的 为碳酸二曱酯合成提供能量。另外，碳酸二曱酯合成装置160中进行碳酸二甲 酯合成的过程中产生的氨气162可通往尿素合成装置150中用于合成尿素。所述用工业过程所产生的二氧化碳副产物来生产碳酸二曱酯的方法和系统 具有很多优点。首先，规模化培育生物质(如藻类)将消耗大量二氧化碳，可 降低整个系统的二氧化碳排放，从而大幅降低了二氧化碳的处理成本(由于环 境政策限制二氧化碳排放，因此，需要通过压缩并埋入地下等昂贵的手段处理 二氧化碳)；其次，培育出的生物质可被转化为合成气，通过合成气制甲醇等工 艺，可被进一步转化为碳酸二曱酯，进一步提高了经济效益，从而形成良性循环；此外，生物质转化为合成气后还可通过费托合成等工艺转化成燃油等高附 加价值产品。图1所示的工业过程/系统可以是某一单独的工业过程/系统，也可以是两个 或两个以上相互关联的工业过程/系统整合形成的整合型工业过程/系统，这种关 联可以是平行的，也可以是前后串联的。在一实施例中，如图2所示，所述工 业过程/系统110可以是一种整合型煤液化过程/系统，该系统包括煤气化装置 210、天然气制合成气装置220、费托合成装置230、煤直接液化装置240和其 他工业系统250。在煤直接液化装置240之前还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括碳酸二甲酯的混和物，其中，至少三分之二所述碳酸二甲酯中的碳原子来自至少一个工业过程所产生的二氧化碳副产物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：瑞寇费雅图，
申请(专利权)人：亚申科技研发中心上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]