二氧化碳资源化利用，哪种途径好？有这些选择！

本文转载自化工平头哥（ID：wowpingtouge）

关键词 | 二氧化碳  捕集和利用

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这几年很多行业都在寻找双碳解决之策，其中对于二氧化碳的捕集和利用是最重要的部分。笔者梳理了二氧化碳作为化工原料的主要应用方向，仅作参考。理论上，二氧化碳可以生产很多种含碳化合物，但基于技术跟成本等因素，目前二氧化碳的利用方向其实也是有限的。

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已实现的二氧化碳工业化应用方向

二氧化碳的工业化利用已经有几十年历史，并且颇具规模。二氧化碳的应用，可以粗略分为工业、化工和食品。

工业应用的二氧化碳，主要是作为水处理PH控制剂、焊接气体、植物生长刺激剂，以及在铸造过程中的硬化膜和芯子气动器件等，还可以用于杀菌剂。工业中应用的二氧化碳，其应用范围较为广泛，也是目前二氧化碳的主要应用方向。

在食品行业中，二氧化碳可以作为碳酸饮料、啤酒添加剂，食品加工过程中的惰性保护气体，以及食品运输中的冷冻机等。食品工业中的二氧化碳应用规模较小，但是对于二氧化碳的品质要求较高。

而在化工生产领域中，由于二氧化碳在采集生产、运输及仓储中的限制，导致它在化工应用中的方向有限。目前二氧化碳作为化工原料，可以应用的方向有尿素、二氧化硅、一氧化碳、碳酸钡、晶体碳酸钙等。

在尿素生产中，一般采用氨气和二氧化碳在一定条件下合成。尿素生产中使用二氧化碳，也开创了二氧化碳化工应用的先例。

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二氧化碳在化工新材料中的应用

二氧化碳作为化工新材的原料应用，是比较经济的方式，也是目前企业研究的重点之一。

根据调查，利用二氧化碳为原料的新材料生产中，二氧化碳可以用作碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等产品的主要原料。

其中碳酸二甲酯是以环氧丙烷、甲醇、二氧化碳为原料的，往下可以用在锂电池电解液溶剂、聚碳酸酯、碳酸甲乙酯和其他碳酸酯的生产中。近几年新能源行业高速发展，以二氧化碳为原料的碳酸酯生产，受到了高度关注。一方面是新能源发展对其消费需求的驱动，另一方面是可以消耗企业化工产业链自产的二氧化碳，实现产业链配套和降碳发展。在二氧化碳-碳酸二甲酯-聚碳酸酯，聚碳酸酯可以应用于电子电气部件，行业内对于这条产业链的关注度，主要是在以二氧化碳为源头上。

聚醚酮酯类产品，如聚醚酮等，也可以使用二氧化碳生产。由二氧化碳和烯基醚共聚制备聚醚酮，下游可以作为耐高温结构材料、特种涂料、耐磨材料和电绝缘材料的应用，是目前较为先进的生产方式。

二氧化碳可以和环氧化合物共聚生产聚醚酯多元醇。聚醚碳酸酯多元醇也称为二氧化碳基多元醇，是一类具有端羟基，主链同时含聚酯和聚醚链段的低聚物多元醇。聚醚酯多元醇可以应用在耐水解、耐酸的聚氨酯材料，代替聚碳酸酯二醇（PCDL）、聚己内酯二醇（PCL）、聚四氢呋喃二醇（PTMG）等，应用领域十分广泛。

二氧化碳还可以作为聚碳酸亚丙酯、聚碳酸亚乙酯的生产原料。这两个产品是应用在可降解塑料领域，比如一次性餐盒、保鲜膜及地膜领域。聚碳酸亚丙酯是用二氧化碳和环氧丙烷聚合生产，而聚碳酸亚乙酯是用二氧化碳和环氧乙烷聚合生产。目前聚碳酸亚丙酯已实现工业化，中国是全球最大的生产国。

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二氧化碳在规模化化工生产领域的应用

二氧化碳为原料的规模化化工生产，对二氧化碳的消耗规模巨大，也是目前行业重点关注的方向。这种利用方式可以有效消耗一体化企业生产过程中副产的二氧化碳，依托其进行的生产，可以大大提升竞争力。

比如，二氧化碳可以作为煤化工行业中的碳源补充，应用在煤制烯烃、煤制芳烃、煤制乙二醇、煤制油及下游化工品等。如煤制烯烃生产过程中，自身一体化项目副产二氧化碳，作为合成气的补充原料，产出乙烯及丙烯，再依托烯烃原料实现产业链下游延伸，至EVA、聚乙烯等。这种利用二氧化碳生产大宗化学品的方式，比较有竞争力。

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二氧化碳在其他化学合成领域中的应用

随着化工技术的进步和发展，二氧化碳为原料的化学合成，正在逐步拓展应用领域和产品范围。

以二氧化碳为原料，可以合成乙醇、乙酸、MDI、丙烯酸酯、长链二元酸等。这些领域已经实现了工业化，并且规模在逐步增长。乙醇下游以工业原料应用为主，乙酸下游以生产乙酐、乙酸酯及乙酸纤维素等产品为主。聚乙酸乙烯酯可制成薄膜和粘合剂，也是合成纤维维纶的原料，乙酸纤维素可制造人造丝和电影胶片。

二氧化碳为原料的新型化工生产，代表产品有：聚羟基脂肪醇酸、1,3-丙二醇、己二酸、聚乳酸、赖氨酸、丁醇、琥珀酸、己内酰胺、乙酸乙酯等。这些产品，都已实现了生物基化工生产，二氧化碳可以用作中间原料。

随着行业发展，二氧化碳在化工中的应用，生产规模不断扩大，部分工艺生产成本也在逐步降低，慢慢取代了其他化学生产方式。未来在一些细分领域，以这种方式实现一体化生产过程中的二氧化碳净零排放，也是可以期待的。

来源：化工平头哥