化学工业对维持人类现代的生活方式和福祉至关重要,但其快速发展也带来了严重的环境和社会问题。因此,可持续发展的理念在近几十年不断的深入到了化工行业的发展中。而基于只有衡量才能管理的思想,化工系统的可持续性评价与决策受到广泛的研究。典型的化工系统可持续性评价与决策模型需综合考虑经济、环境、社会以及技术等可持续性维度的多个准则,随后以定性或定量方式获取备选方案在各准则上的可持续性表现,并采用多准则决策的方法执行赋权与聚合操作以便于决策。然而,可持续性评价与决策模型丰富的理论研究却少有实际领域的应用,原因之一便是最常用的基于多属性效用/价值理论和级别优先关系法的多准则决策方法均假设准则间相互偏好独立,因而无法正确处理准则间存在的丰富的交互作用,容易导致可持续性评价错误或次优解产生。因此,本文旨在基于Choquet积分偏好模型构建可以处理准则间交互作用且对化工系统普适的可持续性评价与决策模型框架。针对化工系统固有的不确定性以及评价准则较多的特征,本文利用Shapley指数表达式构建了一个改进的区间Choquet积分偏好模型,即Shapley Interval Choquet（SIC）积分偏好模型。模型定义了利用Shapley指数表达式表示的区间模糊测度,以及基于上述区间模糊测度的SIC积分表达式。而在随后区间模糊测度识别的过程中,本文将单个准则间模糊测度的比值简化为加性测度的比值,并以加性测度的比值和准则间的交互方向为初始偏好,构造了区间模糊测度的可行域。而折衷原则作为额外的选择原则,用于在可行域内选择决策者最期望的区间模糊测度。本文提出的模型在处理准则间丰富的交互作用和不确定性的同时,可极大减轻决策者的认知困难,且可处理准则复杂的层次结构并控制决策者判断的一致性,更适用于化工系统的可持续性评价与决策问题。新开发的模型框架进一步地做出了如下四点改进:（1）将SIC偏好模型与灰色关联分析（GRA）模型相结合,建立了SIC-GRA积分偏好模型,以整合GRA在处理小样本问题上的优势。（2）鉴于额外选择原则的重要性,本文提出一个新型的模糊测度选择原则即共识达成原则。相较于传统的折衷原则,共识达成原则考虑更多可行解,因而获取的最终结果更具代表性。（3）将传统确定性的最优最劣法扩展到区间不确定性环境中建立了区间最优最劣法,以用于处理定性准则量化过程中人类判断的认知不确定性。（4）建立了一个整合最优最劣法与线性插值的方法,从而在共同标度的构建过程中融入决策者的相关偏好。新开发的化工系统可持续性评价与决策模型框架被应用于确定5种不同二氧化碳利用技术（CO2热化学转化制甲酸、甲烷、甲醇、碳酸二甲酯和尿素）的可持续性优先级。而最终的评价准则由包括经济、环境、社会、以及技术四个可持续性维度的12个子准则组成。同时五种工艺路线在相同流量CO2进料的情况下通过工艺模拟器Aspen Plus（V12.0）进行模拟以获取定量数据。随后,基于两种偏好模型和两种选择原则的四种可持续性决策模型用于获取五种CO2转化途径的综合可持续性,同时进行了不同决策模型间的比较以及相关参数的灵敏度分析,得出以下结论:本文提出的可持续性评价与决策模型框架均是有效的、CO2转化制甲醇路线具有最高的可持续性、可持续性评价中考虑准则间交互作用是必要的、以及模型具有较强的鲁棒性且SIC-GRA积分偏好模型较SIC积分偏好模型鲁棒性更强。最后,鉴于CO2制甲醇途径优异的可持续性表现,五种常用甲醇生产途径的可持续性被评估和分析,以助力我国甲醇经济的发展。并通过一种逆向的权重敏感性分析方法鉴别关键属性,并给出了相应政策意见。