CO2捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)，是煤炭實(shí)現(xiàn)低碳排放的主要途徑之一，是我國踐行低碳發(fā)展戰(zhàn)略的重要技術(shù)選擇。CO2的高值化利用，不僅可減少碳排量、緩解溫室效應(yīng)，還能產(chǎn)生顯著的社會經(jīng)濟(jì)價值。由于CO2分子存在不易活化、反應(yīng)路徑復(fù)雜、產(chǎn)品選擇性低等問題，其活化轉(zhuǎn)化已成為國際公認(rèn)的科學(xué)難題。
在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“煤炭清潔高效利用和新型節(jié)能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)支持下，由中國科學(xué)院過程工程研究所牽頭的“CO2高效合成重要化學(xué)品新技術(shù)”項(xiàng)目通過催化劑開發(fā)、反應(yīng)器設(shè)計(jì)及系統(tǒng)集成創(chuàng)新，開發(fā)了以CO2與高能物質(zhì)環(huán)氧乙烷為原料合成碳酸乙烯酯，再分別經(jīng)醇解生產(chǎn)碳酸二甲酯聯(lián)產(chǎn)乙二醇、加氫生產(chǎn)乙二醇聯(lián)產(chǎn)甲醇的高值化利用技術(shù)路線，形成了CO2溫和轉(zhuǎn)化的全原子利用新技術(shù)。
項(xiàng)目自2018年5月起執(zhí)行，在CO2羰基化反應(yīng)中，設(shè)計(jì)合成了具有多活性位點(diǎn)的功能離子液體催化劑，實(shí)現(xiàn)了常溫常壓下CO2的高效轉(zhuǎn)化；同時，制備了滿足工業(yè)需求的羰基化催化劑，并建設(shè)了連續(xù)反應(yīng)裝置。在醇解反應(yīng)中，開發(fā)了高活性、低成本的負(fù)載堿金屬催化劑，已建成10噸/年的醇解連續(xù)裝置和萬噸級工業(yè)試驗(yàn)裝置。
在加氫反應(yīng)中，解決了高銅含量催化劑銅物種易團(tuán)聚的難題，實(shí)現(xiàn)了加氫催化劑的規(guī)?；苽?，設(shè)計(jì)開發(fā)了等溫固定床反應(yīng)器，并將開展千噸級中試驗(yàn)證。
該項(xiàng)目的實(shí)施，將形成兩項(xiàng)國內(nèi)外首創(chuàng)的CO2利用成套技術(shù)，與傳統(tǒng)CO2與甲醇直接合成碳酸二甲酯、CO2直接加氫合成甲醇工藝相比，具有反應(yīng)條件溫和、原子經(jīng)濟(jì)性好、產(chǎn)業(yè)化前景廣闊等顯著優(yōu)勢，為CCUS技術(shù)中CO2的高值化利用開辟了新途徑。
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