2023年11月號 封面故事
东联化学减碳创新 绿实力让地球微笑
东联化学 / 企业永续推行委员会
全球气候变化不断加剧,迫使人类意识到减少碳排的重要性;为了有效应对气候变迁,东联化学以碳捕捉再利用技术零碳转型,打造绿色新商模,奠定永续竞争利基。
碳捕捉应用的先行者
东联化学自成立以来,即十分重视工安、卫生与环保等议题,并以绿色永续为经营宗旨,除力行化工生产发展与环境保护平衡外,亦持续改善制程设计及投资设备,回收同质相关废弃物再制,实践循环经济,降低对环境之冲击。
蔡锡津总经理表示,「身为特色材料化学公司,东联化学生产乙醇胺和乙烯胺优异碳捕捉溶剂,协助客户进行碳捕捉外,更着手发展碳捕捉再利用(CCU)技术,制程产生之CO2回收率高达95%,每年减少10万吨碳排放,不仅精制为超高纯度CO2,销售予工业、食品及电子业者,并加工制成碳酸乙烯酯(EC),供应聚碳酸酯、复合材料、锂电池电解液制造商,同时积极开发CO2化学品、塑料回收再利用,以及生物可分解材料等绿色技术与产品,致力解决碳排放议题。」
绿色永续 从CO2制程回收开始
东联化学乙二醇(EOG)工场为一连续式反应生产流程,将乙烯与东联气体场自产的氧气导入反应器内,透过银触媒催化,在高温高压下进行氧化反应,主反应产生环氧乙烷(EO),副反应则产生二氧化碳(CO2)及水(H2O),因此,公司很早就关注到碳捕捉制程回收议题,积极进行乙二醇工场改造工程,选用高性能触媒,搭配E&R(Eickmeyer)公司提出的Low CO2方案及吸收剂配方,提升CO2回收效率;另更换吸收塔、气提塔等设备的内构件,由tray塔板更改为结构式填料,降低反应器入口的CO2浓度,提高吸收效率。
为了考虑CO2压制反应效率并降低产量的限制,工程设计单位将副反应产生之CO2导至反应器入口,并利用碳酸钾溶液将其吸收,以确保主反应产品生成与效率,最终将CO2/汽提蒸汽混合气排至后端回收CO2系统纯化处理,完成整个制程回收碳捕捉作业,实现东联化学在循环经济的前端步骤。
产品下游应用 开展绿色商模
东联化学以研发带动转型,以绿色、减碳、新材料为产品转型策略,乙二醇工厂的制程回收碳捕捉作业,奠定了公司在碳捕捉再利用的扎实基础,并藉此发展下游的高纯度CO2及CO2衍生化学品,提升减碳效益的同时,亦创造经济产值。
1.具备碳捕捉纯化技术,生产高纯度CO2
东联化学是目前全台唯一一家在制程中捕捉CO2,生产高纯度CO2且已量产的企业。其中,三成用以提供工业级(纯度99.9%,应用于工业干冰与金属焊接)、食品级(纯度99.99%,添加于碳酸饮料),以及半导体制程的电子级CO2(纯度高达7N以上),目前正致力发展8N以上更高纯度的电子级CO2,未来可广泛应用于高科技产业,取代有机溶剂来清洁晶片,解决残留与挥发性有机物的困扰,同时,也可用于EUV高阶晶圆设备的雷射光源。
另外七成产量则用以生产绿色化学品,例如已量产的碳酸乙烯酯(EC),以及持续开发中的各种含CO2功能性之化学品及衍生化学品。
2.超过20年碳捕捉再利用商模实绩:碳酸乙烯酯(EC)
早在1999年,东联化学即与旭美化成公司(2009年併入奇美公司)合作,投建专注于绿色制程的碳酸乙烯酯厂,以CO2为原料再和EO进行反应,以有效减少碳排。2002年完工后,年产能4万吨,成为全球最大产能之碳酸乙烯酯厂,全量供应予奇美公司生产聚碳酸酯(PC),广泛应用于光碟片、复合塑胶材料及锂电池电解液。2008年完成去瓶颈工程后,年产能增至6万吨。超过20年碳捕捉再利用的商模与实绩,足证东联化学为回收利用温室气体的先行者。
3.开发CO2功能性化学品及衍生化学品
减碳、利用CO2,是未来新经济的驱动力,东联化学亦因应此一形势,积极发展能降低碳排及循环应用CO2的创新技术,研发团队近年在开发各式CO2功能性化学品及衍生化学品颇有进展。
(1)CO2导入聚醚多元醇品项(CO2-contained polyol)及新型表面活性剂
东联化学将CO2气体导入既有之聚醚多元醇品项(CO2-contained polyol),具有固碳效益,应用于界面活性剂时,可降低结晶性,利于运送及调配,并能减少表面张力与起泡性,进而降低废水产生、具环境降解性;应用于高分子材料时,亦可优化回弹性、耐水解性、发泡均匀性、柔韧性、染色性等。
另一方面,东联化学也开发出含CO2嵌段型聚乙二醇,除了可保留PEG的润湿、分散,以及作为含CO2型多元醇反应单体的功能特性,由于能降低相同分子量下的熔点,使原本室温下为固体的高分子量PEG呈现液态,大幅提升后续使用的方便性,同时也减少生产过程需制片、使用时需加热熔解的能耗。
此外,由于结构极性的改变,含CO2嵌段型聚乙二醇系列化学品能展现出异于原PEG的物性与界面性质,有机会拓展下游新材料的应用领域,现阶段已在橡胶硫化、水性PU等应用领域通过下游厂商的验证;研发团队也应用相同技术,将CO2嵌入天然醇、胺聚氧乙烯醚中,开发一系列低泡、无胶体现象的新型洗剂、乳化剂原料。
(2)含CO2新型混凝土添加剂
东联研发团队开发含封存CO2(封碳型)的水溶性化学添加剂,会在水化过程中逐渐释放CO2,形成碳酸盐矿物,单独或配置成Type G/Type F掺料,加入新拌混凝土中,可提高混凝土混合物的抗压强度,减少水泥胶结材的用量,进一步降低混凝土的碳足迹。此外,团队也开发了捕碳型混凝土添加剂,添加于回收水、再生粒料或养护路段,可加速上述材料矿化,制作为吸收了CO2,且将其固定为碳酸钙的再生粒料或混凝土。
(3)含CO2聚碳酸酯二醇(Polycarbonate Diols; PCDL)
东联化学开发含CO2且低碳排聚碳酸酯二醇(Polycarbonate Diols; PCDL),可作为聚氨酯材料(PU)的共聚物,使该材料具有固碳效益,并提升其柔顺性、韧性、耐水解性、耐热性、耐候性、耐氧化降解等特性。
净零转型 2030年减碳35%、2050年碳中和
未来东联化学将因应全球科技发展趋势,持续发展电池材料、电子化学品、高纯度气体及特殊应用等材料,并精进碳捕捉再利用(CCU)制程技术、研发CO2化学品低碳制程塑料回收再利用及生物可分解等绿色产品;同时在制程管理上落实循环经济、能源转型及低碳生产,达成2030年减碳35%、2050年碳中和之目标,为企业永续发展开启新页。
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