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能源专家预测，到2030年全球二氧化碳的排放量可能超过380亿吨，由此引发的温室效应将严重威胁人类的生存。大气中的二氧化碳被冠以“温室气体”之首，是历年来工业企业减排的重点防范对象。它果真是一无是处的吗？
当然不是，在国际上，以二氧化碳作为化学品原料加以利用已初具规模。目前全世界每年有近1．1亿吨二氧化碳被化学固定，尿素是固定二氧化碳的最大宗产品，每年消耗的二氧化碳超过7000万吨；其次是无机碳酸盐，每年达3000万吨；将二氧化碳加氢还原合成一氧化碳也已经达到600万吨。
气体二氧化碳在工业中的用途很广，例如：用作化工、医药原料；饮料充填剂；制冷剂；惰性介质；溶剂；压力源；焊接保护气、防氧化剂及灭火剂；油田混相驱油等。二氧化碳的用途可分为以下几大类：
1．油田混相驱油
近十年来，随着油田原油采出难度加大，针对提高原油采出率的新工艺不断应用，二氧化碳正逐渐成为采油领域的超级用户——二氧化碳混相驱油工艺被认为是目前最具前景的工艺。国内已有几家采油企业正在做工业试验，据报到，平均可提高采收率约20％。
2．植物气肥
植物叶绿素在光合作用下吸收二氧化碳成植物淀粉。这是植物生产的自然规律。用二氧化碳制成气肥，加大植物生长空间中的二氧化碳浓度，可增加植物的干物质从而达到增产的目的。由山东农科院、大连化工公司研制成二氧化碳气体肥，已在山东、河北、河南、辽宁、吉林、黑龙江等省大面积推广。根据推广使用情况，每亩蔬菜大棚的增产幅度在20％～60％之间。
3．超临界萃取剂
目前国内有关研究部门已经能够利用该技术提纯一百多种生物的精素，尤其是在生物制药领域和食品保健品等方面，国内已经有几套工业装置。
4．饮料添加剂
我国规定（GB2760－86）二氧化碳可用于汽水、汽酒和饮料，用量视正常生产需要而定。FAO/WHO（1984）规定可用于苹果汁、浓缩苹果汁、葡萄汁、黑穗状醋栗汁及奶油包装用。用量GMP，一般由糖类发酵制造酒精时所产生的气体经水洗、净化、干燥、冷却，并压缩成液体。主要用于碳酸饮料中，可用作碳酸化剂、包装用气体、致冷剂、、膨松剂、pH调节剂、加工助剂等。
5．焊接保护气
二氧化碳保护焊接是一种公认的高效率、低成本、省时省力的焊接方法，并具有可形性小、油锈敏感性低、抗裂、致密性好。与手工电弧焊相比，自动二氧化碳气体保护焊接的功效可提高2～5倍，半自动可提高1～2倍，能耗下降50％。我国二氧化碳气体保护焊接仅占全部焊接的5％，远低于发达国家的67％，发展前景十分乐观。
6．果蔬保鲜剂
常用果蔬保鲜剂的成分有乙烯、二氧化碳吸收剂、吸氧剂、生长调节剂等，其中二氧化碳吸收剂是调节二氧化碳含量的，主要有活性炭、小石灰、氯化镁等。另外焦炭分子筛既可以吸收乙烯又可以吸收二氧化碳。
7．无机和有机化工产品
以二氧化碳与金属或非金属氧化物为原料生产的无机化工产品主要有轻质MgCO3、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、K2CO3、BaCO3；碱式PbCO3、Li2CO3、MgO等，多为基本化工原料，广泛用于冶金、化工、轻工、建材、医药、电子机械等行业。
用二氧化碳生产的有机化工产品主要有双氰胺、水杨酸、碳酸丙烯酯、碳酸乙二醇酸、对羟基苯甲酯及其酯、甲酸及其衍生物、甲醇、甲烷以及有机高分子化合物。
甲醇：丹麦TOPOSE公司实现了由二氧化碳和氢气直接合成甲醇的工业化生产，日本东京瓦斯公司技术研究所也开发了用二氧化碳合成甲醇的新技术。
甲烷：二氧化碳转化为甲烷是个具有战略意义的课题。日本东北电力公司和日立公司联合研制成功一种二氧化碳转化为甲烷的新型催化剂，这种催化剂类似于控制汽车排放物所用的催化剂，在常压300℃下二氧化碳和氢气之比为1：4时，二氧化碳转化率为90％。
高分子化合物：自1979年首次发表利用二氧化碳作原料合成高分子化合物的研究报导以来，这方面的开发研究十分迅速，合成了许多品种的高分子化合物，主要有聚碳酸酯、聚脲、聚氨基甲酸脂、聚酮、聚醚、聚酮醚酯、液晶聚合物等。
8．转化为燃油
2010年4月，美国碳科学公司宣布，该公司突破了循环利用二氧化碳技术，新开发的生物催化工艺可将二氧化碳转化成低碳烃类（C1～C3），继而再改质生产汽油、喷气燃料等燃料油。据美国IPPCC估算，碳科学公司的这种二氧化碳转化成燃料的技术可利用含二氧化碳的粗烟气流，不必依赖碳捕集系统。另外，与生物燃料相比，该技术为工业过程，不需要等待植物的生长过程，可在几小时内完成生产过程，因此，可大规模满足世界燃料需求。专家称，这项技术缩短了二氧化碳制燃料技术推向商业化的时间。
2015/10/19 15:09来源：石油知识杂志社 责任编辑：吴建卿
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