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摘要
CO2化学转化可获得高值化学品，实现CO2资源化利用，是解决“碳中和”问题的理想方式之一。两步酯交换法生产碳酸二甲酯、副产乙二醇，是实现CO2高值化利用的有效途径。针对该过程面临的CO2活化难、生产成本高的技术难题，本文采用碳酸乙烯酯一步吸收环氧乙烷、离子液体催化剂、反应精馏实现酯交换以及变压精馏分离碳酸二甲酯和甲醇共沸物等过程强化方法实现CO2两步转化。本文首先利用Aspen Plus完成全流程模拟，再采用BP神经网络和第二代非支配排序多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化酯交换过程参数，基于夹点技术对酯交换过程进行能量集成并对全过程进行严格的碳流分析。能量集成结果表明，酯交换过程热公用工程用量降低40.34%；碳流分析结果表明，全过程总碳原子利用率达到99.81%，考虑能源消耗的间接碳排放，碳原子利用效率为86.90%，净CO2排放量0.314 kg CO2·kg-1 DMC。与文献报道的工艺相比，本文工艺流程所得DMC产品纯度较高(99.9995 mol%)、能耗更小(1.10 kWh·kg-1 DMC)，可为CO2化学转化碳酸二甲酯和乙二醇提供技术指导。
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单位中国科学院过程工程研究所; 大连交通大学; 环境与化学工程学院
