國內(nèi)外都已邁出研究步伐

　　2007年末，聯(lián)合國開發(fā)計劃署在其發(fā)表的《人類發(fā)展報告》中指出，除非國際社會同意，在接下來一代人時間里，將二氧化碳排放量削減一半，否則給地球所帶來的溫室效應(yīng)很可能造成大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)倒退和不可逆轉(zhuǎn)的生態(tài)災(zāi)難。

　　在所有溫室氣體中，二氧化碳含量高，保留時間長，對溫室效應(yīng)影響最大，而且主要由人為因素產(chǎn)生。面臨可能發(fā)生的災(zāi)難，如何減少其排放量是當(dāng)今世界的重要課題。

　　揚子石化研究院工學(xué)博士王繼元介紹，目前解決二氧化碳排放有以下幾種途徑：一是地質(zhì)儲存法，即將二氧化碳加壓后儲存于油田、煤層、地下含水層和海洋中，這是二氧化碳減排技術(shù)發(fā)展的趨勢，但在一些關(guān)鍵性問題上科學(xué)家們還沒有取得一致的看法；二是生物儲存法，即植物和微生物等通過光合作用來吸收和固定大氣中游離的二氧化碳，并在一定條件下實現(xiàn)向有機碳的轉(zhuǎn)化，但也有人認(rèn)為，有關(guān)森林可以吸收全部排放的二氧化碳的說法是不符合事實的，森林能吸收的二氧化碳并不像科學(xué)家想象得那么多；第三種是化學(xué)轉(zhuǎn)化法，即變害為利，通過催化反應(yīng)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品，如合成氣、甲醇、二甲醚、甲酸、低碳烴等，這是最具有市場潛力，應(yīng)用前景最為看好的一個途徑。

　　其中二甲醚物理性質(zhì)與液化石油氣相似，具有良好的易壓縮、冷凝、汽化及與許多溶劑互溶等特性，可以用作氣霧劑的拋射劑、發(fā)泡劑等，代替氟利昂作為制冷劑。二甲醚還可成為城市煤氣和液化氣的代用品，也可作為汽車燃料等。作為重要的化工中間體，二甲醚在用作合成碳酸二甲酯、合成低碳烯烴等方面，也有很大的發(fā)展前景。

　　目前二氧化碳催化加氫合成二甲醚已經(jīng)引起比較廣泛的重視，國內(nèi)外都已經(jīng)邁出研究步伐。

　　加快研發(fā)和工業(yè)化進(jìn)程

　　一般認(rèn)為，二氧化碳直接加氫合成二甲醚主要包括甲醇合成、逆水汽變化和甲醇脫水三個反應(yīng)，目前對甲醇合成過程中的活性中心還沒有一致的看法，其余兩個反應(yīng)也正在進(jìn)行研究。在二氧化碳直接加氫合成二甲醚的過程中，二氧化碳轉(zhuǎn)化率低和二甲醚選擇性差是目前存在的主要問題，解決此問題需要開發(fā)具有低溫活性的催化劑。

　　國內(nèi)外的相關(guān)科研機構(gòu)和大學(xué)對二氧化碳加氫合成二甲醚的催化劑進(jìn)行了一系列的研究工作，提出了有關(guān)理論依據(jù)，開發(fā)了多種具有一定效果的催化劑，但還需要取得進(jìn)一步的突破。過去對加氫的研究都集中在甲烷化和合成甲醇等方面，通過加氫合成甲醇是轉(zhuǎn)化二氧化碳的有效途徑，然而由于受熱力學(xué)限制，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率一直比較低。如果在反應(yīng)過程中進(jìn)行合適的脫水反應(yīng)，則可以打破二氧化碳加氫合成甲醇的熱力學(xué)限制。

　　綜觀各方研究，王繼元認(rèn)為，直接大量地從大氣中獲取二氧化碳進(jìn)行開發(fā)利用目前還有一定困難，如大型的鋼鐵廠、發(fā)電廠、石油化工廠等每年排放的二氧化碳達(dá)到數(shù)百萬噸甚至上千萬噸，要把它們?nèi)繌拇髿庵谢厥战^非易事。利用二氧化碳做原料用化學(xué)方式合成對人類有用的物質(zhì)成為全球關(guān)注的問題。盡管化工利用二氧化碳的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上使用化石燃料所排放的二氧化碳的量，但這畢竟開辟了二氧化碳減排的又一途徑，具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源和增加經(jīng)濟(jì)效益的多重意義，尤其是對副產(chǎn)二氧化碳和氫氣的石油化工廠而言，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益不言而喻。總結(jié)國內(nèi)外二氧化碳轉(zhuǎn)化二甲醚研究開發(fā)的最新成果，加快該工藝的開發(fā)和工業(yè)化進(jìn)程，人們拭目以待。（姚耀富）