Hệ thống chuyển hóa hóa học CO2

Hiện nay đã có một số hệ thống với quy mô thương mại để chuyển hóa hóa học CO2 thành các sản phẩm có ích được đưa ra [129]. Các hệ thống này vừa kết hợp thu hồi CO2 sinh ra trong quá trình, vừa chuyển hóa nó thành các sản phẩm có ích. Một số hệ thống tiêu biểu với quy mô thương mại được đưa ra dưới đây bao gồm: sản xuất ure, sản xuất metanol, sản xuất dimetyl ete và hệ thống chuyển hóa khí thành lỏng.

Sản xuất urê

Hiện nay, urê được sản xuất từammoniac và cacbon dioxit (khí được sinh ra trong quá trình sản xuất ammoniac). Tuy nhiên, khi urê được tổng hợp sử dụng khí tựnhiên làm nguyên liệu đầu, CO2có thểthiếu sau cân bằng giữa ammoniac và khí CO2 thải. Trong trường hợp này, CO2 được thu hồi từ khí thoát ra của thiết bị reforming hơi nước (thiết bịsản xuất hydro và CO từ khí tự nhiên) đểcung cấp cho quá trình tổng hợp ure và để điều chỉnh cân bằng ammoniac-CO2, do đó ure có thể

được sản xuất với lượng lớn hơn.Quá trình nàyđãđược thực hiệnở quy mô thương mại tại Malaysia.

Sản xuất methanol

Methanol hiện nay cũng được sản xuất chủ yếu từ khí tự nhiên. H2 và CO được tổng hợp bởi quá trình reforming hơi nước khí tự nhiên, sau đó đưa vào thiết bịtổng hợp methanol vớtỉ lệH2:CO là 3:1. Trong trường hợp khác, tỉlệH2:CO tốt nhất là 2:1, và hiệu suất của methanol có thể được tối đa hóa thông qua việc thu hồi CO2 từ dòng khí thải của thiết bị reforming hơi nước, điều này làm tăng thêm ý nghĩa của dòng CO2trong quá trình. Hiện nay, nhà máy sản xuất methanolở Saudi Arabian đang sử dụng hệ thống như trên để sản xuất methanol. Hình 3.4 đưa ra hệ thống quá trình sản xuất methanol với khí tự nhiên là nguyên liệu đầu, CO2 được thu hồi từkhí thải của thiết bị reforming hơi nước đểtối ưu hóa tỉlệH2:CO cho quá trình tổng hợp methanol, do đó nâng cao hệsốsản xuất methanol.

Hình 3.4. Thu hồi CO2từkhí thải đểsản xuất metanol

Sản xuất DME (dimetyl ete)

DME hiện nay được tổng hợp từmethanol. Quá trình sản xuất DMEtương tự nhưquá trìnhđược sửdụng cho sản xuất methanol đãđềcậpởtrên.

Thiết bịreforming hơi nước Thiết bịtổng hợp metanol Thiết bịnén khí tổng hợp Thu hồi CO2 Khí thải CO2 Nhiên liệu Methanol Hơi nước Khí tựnhiên CO + 2H2CH3OH CO2+ 3H2CH3OH + H2O

Hình 3.5. Thu hồi CO2từkhí thải đểsản xuất DME

Quá trình chuyển hóa khí thành lỏng (GTL)

GTL hay chuyển khí thành lỏng, nói chung đềcập tới phương pháptổng hợp kerosene và dầu nhẹbằng quá trình Fischer-Tropsch.

Quá trình sản xuất GTL cũng tương tự như quá trình được sử dụng cho sản xuất methanol.

Hình 3.6. Thu hồi CO2từkhí thải đểsản xuất nhiên liệu lỏng