英语：CO2 biological and chemical utilization technology
法语：Technologies pour l’utilisation biologique et chimique du CO2
俄语：технология использования CO2 в промышленной химии и биологии
阿拉伯语：تكنولوجيا الاستخدام البيولوجي والكيميائي لثاني أكسيد الكربون
西班牙语：Tecnología de utilización biológica y química de CO2
定义：CO2生物与化工利用技术指利用CO2的不同理化特征，生产具有商业价值的产品并实现减排的过程。相关名词：碳中和 CCUS CO2捕集技术
延伸阅读：
CO2生物与化工利用技术指利用CO2的不同理化特征，生产具有商业价值的产品并实现减排的过程。国内外技术发展水平基本同步，整体上处于工业示范阶段。近十年来，各项生物与化工利用技术均有所发展，尤其是部分化工利用技术进展显著；发展水平最高的是利用CO2合成化学材料技术，如合成有机碳酸酯、可降解聚合物及氰酸酯/聚氨酯，制备聚碳酸酯/聚酯材料等。 在农业中，CO2主要作为农作物的气态肥料，促进其光合作用的效果，增加产量。同时生物CO2固定，为地球上最主要和最有效的固碳方式，在碳循环中起决定作用。利用该法进行固碳的主要是植物、光合细菌和藻类。其中微藻固碳具有较高的工业化潜力。海洋微藻经过一定的诱导手段，可以高浓度地合成具有商业化生产价值的化合物，是人类未来医药品、保健品和化工原料的希望。近年微藻利用技术已投入商业生产，国电蓬莱燃煤电厂建立10万m2的烟气养殖微藻基地，实现微藻捕集利用烟气CO2制取生物柴油的产业化工程示范，每年捕集利用2000t CO2，生产微藻生物质。 化学方面的资源利用主要是将CO2转化为基础化学药品、有机染料或者固定为高分子材料，转化途径为CO2还原为甲酸、甲醇和烃类等或者羧化为羧酸、氨基酸、碳酸酯及其聚合物等。 以CO2为原料，生产无机和有机化工产品是真正消耗CO2、实现CO2减排和低碳经济的有效途径。目前，已经实现了二氧化碳较大规模化学利用的商业化技术主要包括二氧化碳与氨气合成尿素、二氧化碳与氯化钠生产纯碱、二氧化碳与环氧烷烃合成碳酸酯以及二氧化碳合成水杨酸技术。在无机化学中，CO2作为重要原料，大量用于生产纯碱、小苏打、白炭黑、各种金属碳酸盐等和尿素、碳酸氢铵化肥及水杨酸。这些技术为传统成熟技术，应用比较广泛。 在传统化学工业中，最典型的CO2资源化利用是合成尿素和水杨酸。水杨酸是苯酚与CO2在高温高压下合成的；尿素是氨水与CO2在一定的压力和温度下反应的产物，除用作氮肥外，还用于生产各种聚合物的原料。二氧化碳与氨气合成尿素技术，预计到2030年，我国尿素产量将达到1亿t, 利用二氧化碳约7000万t。 2012年以来，四川大学与瓮福达州化工有限责任公司、中石化等联合，利用四川达州普光气田尾气中的CO2，矿化瓮福达州化工有限责任公司所产的磷石膏固体废物，并联产硫基复合肥进行中试和示范工程建设。该工艺路线在实现CO2减排和磷石膏的资源化利用的同时，还生产高附加值的化肥，实现了以废治废、变废为宝，在创造良好经济效益和环境效益的同时，也为我国大规模利用CO2和磷石膏开辟一条经济可靠的技术路线。 近年来，中科院大连化物所、中科院过程研究所、中科院成都有机所等科研单位陆续开展了以CO2为原料生产高附加值有机化工产品的研究，主要开展的研究有合成甲醇、乙醇、乙酸、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、聚碳酸酯、丙烯酸酯等。 我国成功开发出用CO2生产碳酸酯的技术，并得到工业化应用。丁利等介绍了用工业废气CO2与环氧丙烷在165～200℃、0.7～0.8MPa和催化剂条件下，制备碳酸丙烯酯的工艺。美国Texaco公司、中科院兰州化学物理研究所先后开发了CO2和环氧乙烷经碳酸乙烯酯制备碳酸二甲酯，并联产乙二醇的技术，并得到了应用。 泰州市姜堰化肥有限责任公司早在2012年开始实施二氧化碳、甲醇资源化利用专项投资转型升级计划，探索二氧化碳、甲醇资源化利用关键技术和工艺流程，目前已建成60kt/a酯交换法碳酸二甲酯联产48kt/a丙二醇工业示范装置。 奥克股份致力于二氧化碳与环氧乙烷衍生绿色低碳新材料研究开发已经十几年，并与中科院过程所联合开发了万吨级二氧化碳与环氧乙烷反应合成碳酸乙烯酯系列产品中试生产装置，取得了世界首创、国际领先的技术创新成果，产品目前主要用于新能源锂电池电解液溶剂，并规划在“十四五”期间放大复制至百万吨规模。 此外，中国海洋石油总公司开发了二氧化碳和环氧乙烷的衍生共聚物用于可生物降解塑料，中科院广州化学研究所研究开发低分子量二氧化碳共聚物等。 以CO2为单体合成高聚物是CO2化工利用的又一方向。如在吡啶和亚磷酸酯存在下，CO2和二胺类共聚合成聚脲；在特定催化剂作用下，与环氧化物共聚合成高分子量聚碳酸酯，与氮杂环丙烷类共聚合成含有氨基甲酸乙酯键的聚合物；另外，在特殊催化剂下，通过共聚，可制得聚酯、聚酮、聚醚。 2009年初，中国海洋石油总公司和中科院长春应用化学研究所在海南省东方市建成的3000t/a脂肪族聚碳酸酯工业示范装置投产。 德国拜尔公司以火力发电厂烟道气中的CO2为主要原料，通过一种催化装置生产聚氨酯，所形成的聚氨酯材料含CO2质量分数超过10%，是一种实现CO2气体固化的新技术路线。
来源：李闪.二氧化碳资源化应用新途径[J].工业安全与环保,2021,47(S1):104-106. 张贤,李阳,马乔等.我国碳捕集利用与封存技术发展研究[J].中国工程科学,2021,23(06):70-80. 图片来源于摄图网。
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