2023年11月號 封面故事
東聯化學減碳創新 綠實力讓地球微笑
東聯化學 / 企業永續推行委員會
全球氣候變化不斷加劇,迫使人類意識到減少碳排的重要性;為了有效應對氣候變遷,東聯化學以碳捕捉再利用技術零碳轉型,打造綠色新商模,奠定永續競爭利基。
碳捕捉應用的先行者
東聯化學自成立以來,即十分重視工安、衛生與環保等議題,並以綠色永續為經營宗旨,除力行化工生產發展與環境保護平衡外,亦持續改善製程設計及投資設備,回收同質相關廢棄物再製,實踐循環經濟,降低對環境之衝擊。
蔡錫津總經理表示,「身為特色材料化學公司,東聯化學生產乙醇胺和乙烯胺優異碳捕捉溶劑,協助客戶進行碳捕捉外,更著手發展碳捕捉再利用(CCU)技術,製程產生之CO2回收率高達95%,每年減少10萬噸碳排放,不僅精製為超高純度CO2,銷售予工業、食品及電子業者,並加工製成碳酸乙烯酯(EC),供應聚碳酸酯、複合材料、鋰電池電解液製造商,同時積極開發CO2化學品、塑料回收再利用,以及生物可分解材料等綠色技術與產品,致力解決碳排放議題。」
綠色永續 從CO2製程回收開始
東聯化學乙二醇(EOG)工場為一連續式反應生產流程,將乙烯與東聯氣體場自產的氧氣導入反應器內,透過銀觸媒催化,在高溫高壓下進行氧化反應,主反應產生環氧乙烷(EO),副反應則產生二氧化碳(CO2)及水(H2O),因此,公司很早就關注到碳捕捉製程回收議題,積極進行乙二醇工場改造工程,選用高性能觸媒,搭配E&R(Eickmeyer)公司提出的Low CO2方案及吸收劑配方,提升CO2回收效率;另更換吸收塔、氣提塔等設備的內構件,由tray塔板更改為結構式填料,降低反應器入口的CO2濃度,提高吸收效率。
為了考慮CO2壓制反應效率並降低產量的限制,工程設計單位將副反應產生之CO2導至反應器入口,並利用碳酸鉀溶液將其吸收,以確保主反應產品生成與效率,最終將CO2/汽提蒸汽混合氣排至後端回收CO2系統純化處理,完成整個製程回收碳捕捉作業,實現東聯化學在循環經濟的前端步驟。
產品下游應用 開展綠色商模
東聯化學以研發帶動轉型,以綠色、減碳、新材料為產品轉型策略,乙二醇工廠的製程回收碳捕捉作業,奠定了公司在碳捕捉再利用的紮實基礎,並藉此發展下游的高純度CO2及CO2衍生化學品,提升減碳效益的同時,亦創造經濟產值。
1.具備碳捕捉純化技術,生產高純度CO2
東聯化學是目前全臺唯一一家在製程中捕捉CO2,生產高純度CO2且已量產的企業。其中,三成用以提供工業級(純度99.9%,應用於工業乾冰與金屬焊接)、食品級(純度99.99%,添加於碳酸飲料),以及半導體製程的電子級CO2(純度高達7N以上),目前正致力發展8N以上更高純度的電子級CO2,未來可廣泛應用於高科技產業,取代有機溶劑來清潔晶片,解決殘留與揮發性有機物的困擾,同時,也可用於EUV高階晶圓設備的雷射光源。
另外七成產量則用以生產綠色化學品,例如已量產的碳酸乙烯酯(EC),以及持續開發中的各種含CO2功能性之化學品及衍生化學品。
2.超過20年碳捕捉再利用商模實績:碳酸乙烯酯(EC)
早在1999年,東聯化學即與旭美化成公司(2009年併入奇美公司)合作,投建專注於綠色製程的碳酸乙烯酯廠,以CO2為原料再和EO進行反應,以有效減少碳排。2002年完工後,年產能4萬噸,成為全球最大產能之碳酸乙烯酯廠,全量供應予奇美公司生產聚碳酸酯(PC),廣泛應用於光碟片、複合塑膠材料及鋰電池電解液。2008年完成去瓶頸工程後,年產能增至6萬噸。超過20年碳捕捉再利用的商模與實績,足證東聯化學為回收利用溫室氣體的先行者。
3.開發CO2功能性化學品及衍生化學品
減碳、利用CO2,是未來新經濟的驅動力,東聯化學亦因應此一形勢,積極發展能降低碳排及循環應用CO2的創新技術,研發團隊近年在開發各式CO2功能性化學品及衍生化學品頗有進展。
(1)CO2導入聚醚多元醇品項(CO2-contained polyol)及新型表面活性劑
東聯化學將CO2氣體導入既有之聚醚多元醇品項(CO2-contained polyol),具有固碳效益,應用於界面活性劑時,可降低結晶性,利於運送及調配,並能減少表面張力與起泡性,進而降低廢水產生、具環境降解性;應用於高分子材料時,亦可優化回彈性、耐水解性、發泡均勻性、柔韌性、染色性等。
另一方面,東聯化學也開發出含CO2嵌段型聚乙二醇,除了可保留PEG的潤濕、分散,以及作為含CO2型多元醇反應單體的功能特性,由於能降低相同分子量下的熔點,使原本室溫下為固體的高分子量PEG呈現液態,大幅提升後續使用的方便性,同時也減少生產過程需製片、使用時需加熱熔解的能耗。
此外,由於結構極性的改變,含CO2嵌段型聚乙二醇系列化學品能展現出異於原PEG的物性與界面性質,有機會拓展下游新材料的應用領域,現階段已在橡膠硫化、水性PU等應用領域通過下游廠商的驗證;研發團隊也應用相同技術,將CO2嵌入天然醇、胺聚氧乙烯醚中,開發一系列低泡、無膠體現象的新型洗劑、乳化劑原料。
(2)含CO2新型混凝土添加劑
東聯研發團隊開發含封存CO2(封碳型)的水溶性化學添加劑,會在水化過程中逐漸釋放CO2,形成碳酸鹽礦物,單獨或配置成Type G/Type F摻料,加入新拌混凝土中,可提高混凝土混合物的抗壓強度,減少水泥膠結材的用量,進一步降低混凝土的碳足跡。此外,團隊也開發了捕碳型混凝土添加劑,添加於回收水、再生粒料或養護路段,可加速上述材料礦化,製作為吸收了CO2,且將其固定為碳酸鈣的再生粒料或混凝土。
(3)含CO2聚碳酸酯二醇(Polycarbonate Diols; PCDL)
東聯化學開發含CO2且低碳排聚碳酸酯二醇(Polycarbonate Diols; PCDL),可作為聚氨酯材料(PU)的共聚物,使該材料具有固碳效益,並提升其柔順性、韌性、耐水解性、耐熱性、耐候性、耐氧化降解等特性。
淨零轉型 2030年減碳35%、2050年碳中和
未來東聯化學將因應全球科技發展趨勢,持續發展電池材料、電子化學品、高純度氣體及特殊應用等材料,並精進碳捕捉再利用(CCU)製程技術、研發CO2化學品低碳製程塑料回收再利用及生物可分解等綠色產品;同時在製程管理上落實循環經濟、能源轉型及低碳生產,達成2030年減碳35%、2050年碳中和之目標,為企業永續發展開啟新頁。
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