二氧化碳气体分析范文
时间：2023-12-22 17:50:30
导语：如何才能写好一篇二氧化碳气体分析，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
产中的应用越来越广泛，但二氧化碳（CO2）气体保护焊在实际焊接中如果存在焊接材料使
用不当、焊接方法选择不合理、焊接工艺参数选择不正确、对焊接设备的相关性能不了解等，
都会使焊缝产生各种焊接缺陷，本文主要阐述焊缝的内外部缺陷、缺陷原因分析、处理方法
及应采取的相关的预防措施等。
关键词：缺陷、焊接缺陷
前言
在实际焊接中焊接缺陷的产生始终困扰着我们，焊接缺陷的产生对焊接构件的质量、安全性
能等均存在着严重的影响，因此我们必须对焊接过程中产生的各种焊接缺陷有充分足够的了
解、认识，对其产生的原因进行深入的剖析，进而采取相关的预防性措施对其进行“对症下
药”，使之产生“药到病除之功效”。
1 焊缝的外部缺陷、缺陷产生的原因、处理方法及应采取的预防措施
焊缝外部缺陷的产生会造成产品外观不良，影响焊缝的观感质量，同时对其连接强度产生相应的不良影响，且其应力分布集中，进而造成焊件结构使用安全性能显著下降。产生焊缝外部缺陷的主要原因有：焊接工艺参数选择不当、焊件坡口角度不当、拼装间隙不均匀、焊接电流过大或过小、焊枪喷嘴高度过高、焊件位置安放不当、焊接速度或快或慢、焊工操作技能较差等，二氧化碳（CO2）气体保护焊焊缝的内部缺陷主要有：焊缝产生蛇形焊道、弧坑、烧穿、咬边、焊瘤、飞溅等。
1.1焊缝产生蛇形焊道的主要原因：焊丝干伸过长；焊丝校正调整不良；导电嘴
磨损严重及焊工操作水平不佳等；
1.2弧坑：弧坑是焊缝收尾低于焊缝表面高度而产生的凹陷或凹坑，在弧坑处易产生裂
纹或缩孔，弧坑产生的原因主要是收尾时焊枪抬起过快，弧坑没有填满，或焊工没有运用好收弧电流与电压等。预防措施：收弧时不要收的太快，填满弧坑后再熄弧，有收弧电流、电压的应将收弧电流、电压调到I=150A、U=19～21V范围内，焊缝在结束前10～20处用收弧电流、电压进行焊接收弧；
1.3 烧穿：主要是焊接电流过大、焊接速度过慢及焊缝根部间隙过大等。预防措施：严格控制拼装间隙、根据焊接母材的厚度，选择合适的焊接电流与电弧电压等；
1.4 咬边：产生咬边的主要原因是焊接工艺参数选择不当，如电流过大、电弧过长等，
操作技术不正确，如焊枪角度不对，运条不当等，焊条药皮端部电弧偏吹，焊接构件的位置安放不当等。其处理方法是轻微的、浅的咬边可用机械方法修锉，使其平滑过渡；严重的、深的咬边应进行焊补。预防措施：根据焊接母材的厚度、拼装间隙的大小、焊接位置等选择焊接电流、电弧电压、角焊缝要掌握好焊枪角度，焊接构件的位置放置要适当，同时要注意焊接时焊枪摆动方法等；
1.5 焊瘤：产生焊瘤的主要原因是焊接工艺参数选择不正确、操作技术不佳、焊件位置
安放不当等。其处理方法是用铲、锉、磨等手工或机械方法除去多余的堆积金属。预防措施：正确选择焊接工艺参数、对拼装间隙较大的应采用较小的电流、加工艺垫板、焊件放置位置要适当、焊丝位置要对准等都是避免产生焊瘤的主要预防措施等；
1.6 飞溅：飞溅是二氧化碳（CO2）气体保护焊的一大缺陷，当飞溅达到40%左右时，则
可视为焊接缺陷，飞溅的产生降低了焊丝的利用率、增加工时等负面影响，焊接飞溅过大的主要原因是：焊接电压过高、焊接电流与焊接电压不匹配、导电嘴磨损过度等。预防措施是根据焊接电流选择匹配的焊接电压、保证送丝的均匀、更换新的导电嘴、保证气体的流量不要过大等。
2 焊缝的内部缺陷、缺陷产生的原因、处理方法及应采取的预防措施
二氧化碳（CO2）气体保护焊焊缝的内部缺陷主要有：未熔合、未焊透、裂纹、内部气
孔、夹渣等，焊缝内部缺陷的产生对焊接结构的安全使用性能有极大的隐患，尤其是裂纹（含冷裂纹及热裂纹）对焊接结构安全的影响更为深远。
2.1 未熔合、未焊透产生的主要原因是：焊接电流过小、电弧电压过高、焊接速度过快、
坡口角度间隙过小、根部间隙过小、钝边尺寸过大、操作技术不佳等原因造成的，当焊接操作不当时，如多层焊时一次填充金属量过大，即焊道一次厚度过大，往往会造成坡口两边产生未熔合的现象；另一种是焊接操作中焊丝不是在母材上燃烧，而是在熔化的铁水上燃烧，造成两边未熔合，当焊件不等厚时，焊接热量分布不均匀时会造成较薄的一边烧穿、较厚的一边未熔合，未熔合、未焊透在焊接结构的焊缝中绝对是不允许的，因为未熔合、未焊透处的焊缝承载横截面积减小，焊件承载后，极易引起焊缝裂纹。预防措施：正确选择坡口形式、
控制拼装间隙、焊前彻底清除坡口内侧及两侧金属上的锈与杂质等，严格按焊接工艺规范进
行焊接操作，不等厚接头应注意热量的分布，调整焊枪的角度，多层焊时应注意层间温度控
制，更应控制每层焊缝的厚度，避免电弧在熔化的铁水上燃烧；对于未熔合的处理方法是铲
除未熔合处的焊缝金属后焊补，对于未焊透的处理方法是对开敞性好的结构单面未焊透可在
焊缝背面直接补焊，对于不能直接焊补的重要焊件，应铲去未焊透处的焊缝金属，重新焊接；
2.2 气孔：二氧化碳（CO2）气体保护焊焊接中产生的气孔主要是氮气孔，产生的主要原
因是二氧化碳（CO2）气体流量过小或过大、焊接速度过快、焊丝伸的太长、焊枪抬得过高、电弧电压过高、焊接处有强对流气体，如果焊丝生锈、焊件表面上有锈、油、水等脏物也会产生氢气孔，其处理方法是铲去气孔处的焊缝金属，然后补焊。预防措施：选择合格的焊丝、二氧化碳（CO2）气体的纯度、焊接处不得有强对流气体、正确选择焊接工艺参数、彻底清除焊丝及焊件上的油污与杂质等、保持焊枪的高度等措施；
2.3 夹渣：二氧化碳（CO2）气体保护焊焊接时，不同于焊条电弧焊，其焊渣相对较少，
产生渣的可能性也少一些，焊接中产生夹渣的主要原因是焊接操作不当，如焊接电流太小、焊枪角度不正确，致使焊接氧化物“窝”在焊缝边缘处，多层焊时层间未清渣等。防止焊接夹渣主要是按焊接工艺选择相应的焊接参数，多层焊时应注意清渣，焊接时不应产生铁水越位现象等；
2.4 焊接裂纹：通常分为热裂纹和冷裂纹，焊接裂纹是所有焊接缺陷中最为严重的缺陷，
裂纹产生的原因非常复杂，产生热裂纹的主要原因是母材的抗裂性能差、焊接材料质量不好、焊接工艺参数选择不当、焊接内应力过大等；产生冷裂纹的主要原因是焊接结构设计不合理、焊缝布置不当、焊接工艺措施不合理，如焊前未预热、焊后冷却快等。处理办法是在裂纹两
端钻止裂孔或铲除裂纹处的焊缝金属，进行补焊。预防措施：焊接中要选择优质的焊丝，且焊丝中含硫（S）、磷（P）量要低，坡口要按工艺规定进行加工，拼装间隙不能太大，选择合理的焊接顺序，对较厚的焊件应采用预热措施、对焊接具有淬硬倾向的高强低合金钢要控制焊接线能量，采用预热缓冷的措施，清除焊件上的所有杂质等。
3 结束语：
篇2
中图分类号：G633．8
文献标识码：B
doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2012．07．033
一、教材分析
本节课是人教版初三化学第一学期第六单元《碳和碳的氧化物》第三课时“一氧化碳和二氧化碳”的第一课时。在教材编排上，是继氧气、单质碳等物质学习之后，进入化合物知识学习的启蒙课。本章教材研究的是碳的单质及其碳的化合物，其中学生对二氧化碳比较熟悉，但缺乏系统性的认识。二氧化碳是初中化学教学要求掌握的两种气体之一，也是与生活实际联系广泛的一种重要物质。本节内容主要讲解二氧化碳的性质，最后联系到用途。本课题有利于巩固旧知识，学习新知识，又为以后学习酸碱盐做了良好的铺垫。本堂课的重点是采用探究式的方法调动学生的学习积极性和主动性，运用实验来探讨二氧化碳的性质，并学会从化学视角来认识二氧化碳。
二、学情分析
本节课相对来说难度不大，学生已经积累了许多二氧化碳的知识，如碳酸饮料，植物的光合作用等，鉴于此学生易于理解和接受本节课的内容。而实验是学生很感兴趣的，很想进行一些探究性实验，但是学生对于实验的过程不熟悉。因此，在教师要有意识地培养学生的科学探究能力，使学生初步认识科学探究的过程和方法。通过实验探究、分析并总结得出二氧化碳的性质。
三、教学设计
本节课主要设计的思路是通过对展示的一瓶无色气体可能是何种气体引发学生思考，如何证明，并且设计实验证明，通过创设情境，问题驱动，激发学生的学习热情。充分运用学生所学知识，在此基础上引导学生进行大胆思考和推断。通过实验，验证和归纳得出CO2的一系列性质。再通过回忆基本的概念，区分得出CO2的性质。
四、过程与方法
本课题主要是通过演示并分析实验来学氧化碳的性质，因此在教学过程中教师应注意对实验的剖析和对学生的组织，引导，使学生通过教师的帮助和自身的努力领悟知识要点。
在教学过程中，教师应安排部分简单且安全的实验来让学生设计并完成，使学生初步认识科学探究的基本过程。教师的演示实验应着重引导，将分析实验的任务留给学生去完成，引导学生通过讨论等方式自主得出实验学习的结果，使他们学会学习的方法。
五、教学过程
教师：展示一瓶气体，让学生猜想可能是何种气体，思考验证方法。
学生：观察，思考，验证。
一位学生上讲台，演示验证该气体。
教师：板书，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，
介绍该反应的化学方程式，CO2+Ca（OH）2■CaCO3+H2O。
现在我们已经知道了二氧化碳气体，结合前面学习的二氧化碳的收集方法，描述二氧化碳的物理性质。
学生：思考，回答。
教师：板书，二氧化碳无色，无味的气体；密度比空气大；能溶于水。
过渡：那么我们能用什么方法来证明二氧化碳能溶于水？
学生：思考，回答。
教师：演示，在一个收集满二氧化碳的塑料瓶中倒入约四分之一体积的水，振荡，观察塑料瓶变瘪。思考原因?
学生：思考，回答。
教师：讲解因为二氧化碳能溶于水，所以塑料瓶中压强减小，小于外界的大气压强，所以瓶子变瘪。那么根据此性质，二氧化碳有哪些用途呢？
学生：制汽水。
教师：你能如何证明汽水中产生的二氧化碳气体？
学生：动手实验，在汽水瓶上连接一个带导管的单孔橡皮塞，再将产生的气体通入澄清的石灰水，观察现象。
过渡：二氧化碳能溶于水，那么在溶解的同时有没有发生化学反应呢？也就是说二氧化碳能否和水反应呢？
教师：演示实验：取一些塑料瓶中的溶液，滴几滴石蕊溶液，观察到溶液变红，提出问题，谁使得石蕊溶液变红？
学生：猜想，二氧化碳？水？
教师：验证：（1）在紫色石蕊试纸上喷水
（2）将紫色的石蕊试纸放入装满二氧化碳的集气瓶中
现象：两张试纸均不变红。
结论：说明二氧化碳和水都不能使石蕊变红。
大家的猜想不成立，再想想？
学生：思考，回答可能是二氧化碳和水能反应，它们反应后的生成物使石蕊变红。
教师：演示，将湿润的紫色石蕊试纸放入装满二氧化碳的集气瓶中，紫色石蕊试纸变红，说明二氧化碳确实能与水反应，那么生成物是什么呢？将石蕊试液滴入稀盐酸，稀醋酸中，石蕊均变红。所以二氧化碳与水也反应生成酸。
教师：板书，二氧化碳能与水反应，
方程式：CO2+H2O■H2CO3
教师：演示
现象：下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭
分析（板书）：二氧化碳密度大于空气，
不能支持燃烧也不能燃烧。
教师：讲解：下面请大家把黑板上的性质分成物理性质，化学性质记载在化学书上。阅读书本116页内容，小结二氧化碳的用途。
影片：二氧化碳对环境的影响
教师：小结：（1）空气中二氧化碳的来源
（2）造成温室效应的气体
（3）温室效应的危害
（4）减缓温室效应的措施。
六、教学反思
1.创设情境，问题驱动
本节课从如何检验一瓶无色气体是二氧化碳出发，通过实验一步步得出二氧化碳的物理性质和化学性质。让学生带着问题学习，能够保持较高的思维活跃度，通过三十分钟的新课学习，学生最终圆满完成任务，达到预期的教学目标。
2.学生实验，亲身体验
本节课采用了边讲边实验的教学方式，其中既有验证型实验，也有研究型实验和拓展型实验，呈逐步深入递进的关系。通过观察实验现象，得出相关的性质，在此基础上学生通过讨论、分析对比最终归纳总结得出结论。
学生亲手实验不但能够培养学生的实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力，而且能够提高学生学习化学的兴趣，学生掌握的不只是枯燥、干瘪的“化学方程式”，而是“眼见为实”的实验现象，对知识的理解也能达到更高的层次。
3.激活旧知，建构新知
教学总是具有一定的连贯性，新知是在旧知的某一连接点上生长发展起来的，因此教师需要充分了解学生的有关知识掌握情况，注意在新旧知识间架起一座能让学生自己通过思考获得知识的桥梁，激活缩短新旧知识的距离，以旧引新促进学生知识的系统化。比如在本节课的教学中，通过对二氧化碳收集方法的回忆来得出CO2的物理性质；通过学生熟悉的用澄清的石灰水的回忆来验证CO2的化学性质，进而学习该化学方程式的书写，这样的教学便于学生接受和形成完善的知识体系，达到了良好的教学效果。
篇3
教学目标
知识目标
使学生了解在实验室中制取气体的方法和设计思路的基础上，研讨二氧化碳的实验室制法；
通过讨论，掌握实验室制取二氧化碳的药品和反应原理；
通过实验探究，学会设计实验室制取二氧化碳的装置；
能力目标
通过实验室制取二氧化碳的药品和装置的探究，逐步提高学生的探究能力；
通过小组合作，培养学生合作能力、表达能力；
通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生实验室制取气体装置的设计思路；
通过筛选二氧化碳的实验室制法，发展观察能力并提高学生分析和解决实际问题的能力。
情感目标
在探究中，使学生体验合作、发现的乐趣；
在设计实验装置过程中，培养学生创新精神、实践能力，以及严谨求实的科学态度。
教学建议
课堂引入指导
方法一：引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法，逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法，让学生在教师的带领下学会选择，学会判断，从中真正体现学生是学习的主体，实验学生的主动学习。
方法二：从实验室制气的要求入手，讲清楚原则，让学生自己总结，思考到底实验室中用什么方法来制备二氧化碳。
方法三：单刀直入先讲实验室中制二氧化碳的原理，让学生思考，实验室选择这种方法的依据是什么？通过对比突出该方法的优越性，总结出实验室制气的原则。
知识讲解指导
注意讲解时的条理性，使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置；检验方法；让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。
注意理论与实验的结合，避免过于枯燥或过于浅显，缺乏理论高度。
联系实际，讲二氧化碳灭火器的原理，适用范围，必要时也可讲解常用灭火器的使用方法。
关于二氧化碳的实验室制法的教材分析
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
本节知识的学习比较容易，学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、氢气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
关于二氧化碳的实验室制法的教学建议
为了完成对学生探究能力的培养，设计2课时完成此节教学；
本节是典型的探究学习模式。其中有两个探究：制备药品的探究（快、易）、制取装置的探究（重点、慢）。
讲授过程指导
二氧化碳的实验室制法可结合实验六二氧化碳的制取和性质进行边讲边实验。
注意运用讨论法，充分调动学生积极性。可适当与氧气、氮气的实验室制法进行对比；结合装置讲解制二氧化碳装置与制氢装置的区别与联系（均是固液反应不需加热制气）；结合二氧化碳气的性质，讲解二氧化碳气的检验和验满方法。
课程结束指导
复习实验室制二氧化碳原理、装置及验满方法。
布置学生进行家庭实验，用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。
布置作业，注意计算和装置图两方面的内容。
教学设计方案一
教学过程：
【引言】
二氧化碳是一种有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前为止，你知道多少种能够制得二氧化碳的方法。
（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录）
1.碱式碳酸铜热分解
2.蜡烛燃烧
3.木炭燃烧
4.石墨等碳单质在氧气中燃烧
5.木炭还原氧化铜
6.碳在高温下还原氧化铁
7.碳酸受热分解
8.人或动物的呼吸
9.高温煅烧石灰石……
引导学生讨论作为实验室制法的条件是：
1.制取应简便迅速；
2.所制得的气体纯度高，符合演示实验的需要；
3.操作简单、安全，易于实现。
学生评价每一种制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法。
【板书】第四节二氧化碳的实验室制法
【小结】以上方法都不能作为二氧化碳的实验室制法。
【讲解】经过不断研究改进，实验室中常用石灰石或大理石与盐酸反应来制备二氧化碳。
【板书】一反应原理
1.试剂石灰石或大理石盐酸
【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水，故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。
【板书】2.原理：
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2
【提问】可不可以用稀硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳？
【演示】在两个表面皿中分别放有大小一样的石灰石各一块，一支试管中加入稀盐酸、一支试管中加入稀硫酸。（让学生观察到开始都有二氧化碳生成，随后加入硫酸的试管，反应速率越来越慢，最后停止。）
【结论】不能用硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳。
【讲解】为了收集到二氧化碳需要什么样的装置来制备二氧化碳呢？反应条件反应物的状态等对实验装置有较大的影响。碳酸钙是块状固体，盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，根据这些特点，我们可以选择什么样的反应装置呢？（必要时教师可以讲解制氧气、氢气的装置特点）
【板书】二、反应装置：
（学生回答、教师归纳）
【讲解】因为实验室制取二氧化碳和实验室制取氢气的反应药品状态，反应条件类似，故可以采用相似的装置来制取。用投影显示制氢气和制二氧化碳的装置图
【讨论】
1.长颈漏斗是否可用普通漏斗代替？
2.锥形瓶可否用其他仪器来代替？
3.根据二氧化碳的性质，可以采用什么方法收集二氧化碳？
4.如何检验二氧化碳是否收集满？
（学生讨论、回答，然后教师实验演示、讲解）
【演示】用普通漏斗代替长颈漏斗，结果没有在集气瓶中收集到二氧化碳。
【讲解】
1．因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口在液面下被液体封住，气体不会从长颈漏斗处逸出。
2．锥形瓶可以用广口瓶、大试管等玻璃仪器代替。
3．气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，所以常采用集气瓶口向上排气法收集。
4．可以根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则说明二氧化碳已收集满。
【板书】三收集方法：向上排气法
验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，火焰熄灭，已经收集满。
【板书】四、实验室制取二氧化碳
【演示】制取并验证二氧化碳气体。
【提问】怎样证明生成的气体是二氧化碳？
（将气体通入澄清石灰水中变浑浊）
【讲解】上一节学过二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以用来灭火，如液态二氧化碳灭火器。还有其它一些二氧化碳型灭火器。
【录像】各种二氧化碳型灭火器介绍
【演示】灭火器原理实验。
常用二氧化碳灭火器主要有：
（1）泡沫灭火器（2）干粉灭火器（3）液态二氧化碳灭火器
【小结】通过已学习过的氧气、氢气、二氧化碳的实验室制取，归纳出气体实验室制取的设计思路及方法，必须明确制取气体的顺序是：
1.了解实验室制取气体所需药品及相应的化学反应方程式。
篇4
关键词：二氧化碳；教学流程；设计思路
文章编号：1008-0546（2014）04-0064-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
2013年11月27日，本人有幸参加了由江苏省中小学教学研究室主办的教学新时空初中化学“名师课堂”研讨活动，活动中展示了我的录像课《二氧化碳的功与过》，活动现场的点评专家和参与活动的很多老师都提出了“为什么开设这样的一节课？”、“开设这样一节课是基于什么考虑？”的问题，现将本人在完成这节课的教学设计时的思路与同行们交流，希望能与同行们共同进步。
一、教学设计
《奇妙的二氧化碳》是沪教版第二章第二节内容，教材从二氧化碳的性质和制法的角度带学生认识二氧化碳的奇妙之处。实际上学生在苏教版《小学科学》四年级上册第一单元中已有认识，其中第一单元：我们周围的空气中已涉及到利用小苏打和食醋产生二氧化碳、在装有二氧化碳的集气瓶中倒入澄清的石灰水、向阶梯小蜡烛的烧杯中倒入二氧化碳气体；在初二生物中，学生也通过学习知道了二氧化碳是参与光合作用，并在呼吸作用中产生，用澄清的石灰水可以证明它。
本节课是在教材中已学习了二氧化碳的性质和制备后展开的一节有关二氧化碳的知识拓展与联系，一方面是在已学知识的回顾的基础上进行生活中二氧化碳的应用，另一方面是从二氧化碳与自然、社会的角度进行不同话题的讨论与分析。
本节课的教学目标是：通过对二氧化碳的再认识，了解二氧化碳与自然、生活和社会的关系；通过对人吸入的气体和呼出的气体的成分探究，培养学生提出问题并解决问题的能力，体验实验探究的乐趣；通过二氧化碳的性质小结物质的用途，学会由物质的性质小结归纳出用途的方法和能力；通过对二氧化碳的再认识，培养学生客观地认识事物的辩证唯物主义观点；通过二氧化碳的多与少的分析，培养他们认识事物的平衡观点，努力实现人与自然的高度和谐。
本节课的教学重点和难点是：通过实验探究人呼吸过程中产生的气体与原来相比有什么不同点；在“做科学”的过程中培养学生科学、辩证地分析问题的能力和方法。
本节课主要以合作学习、小组探究学习为主的课堂学习方式。
本节课的课堂教学流程如下：
以视屏引入，视屏中展示出关于干冰的两个有趣实验，学生从梦幻变化中很快地能猜出相关的物质为干冰。这样设计的目的是为了引起同学们的好奇，激发学生的兴趣，引导学生能带着问题很快进入到课堂中来。
教师抛出问题：生活中还有哪些二氧化碳的相关应用呢？你能知道哪些二氧化碳的应用是对我们有利的呢？即哪些是二氧化碳的功？哪些是二氧化碳的过呢？本环节中给出的问题是学生的已然知识，二氧化碳也是同学们比较喜欢谈论的话题，因此在给定时间进行讨论的过程中，同学们始终很兴奋，也很有话题。设计本环节的意图是想在基于学生前概念的基础上进行二氧化碳的知识的拓展，同时也想通过问题的讨论来实现课堂教学中分析问题、解决问题的能力的培养。也正因为同学们的积极讨论，因此在后续的学生汇报中很快地提出二氧化碳用于灭火、二氧化碳参与植物的光合作用、二氧化碳用于人工降雨等。
在二氧化碳参与植物的光合作用的话题中，同学们从光合作用的原理上分析出该变化中的反应物、生成物、反应条件等，在此基础上教师给出问题：“你觉得二氧化碳参与光合作用的意义有哪些呢？”，设计意图是想从同学们的已然知识进行迁移，进入同学们的未然知识，学会从能量、粮食、空气中的二氧化碳与氧气的平衡等方面来进行分析，从而达到掌握新知识的目的，并形成人与自然的平衡观。
在二氧化碳用于灭火的话题中，同学们都很活跃，能从二氧化碳的物理性质和化学性质的角度进行全面的分析，教师从二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧的角度给出新的问题，即“现代焊接”，同学们从二氧化碳的性质上来分析采用二氧化碳保护焊的原理，设计意图是培养学生从生活中学习知识，并用学过的知识解释和解决生活中的问题，也更加坚定化学是研究我们身边的物质，化学来源于生活，服务于生活。
接着给出话题二氧化碳用于储存粮食，由二氧化碳不能供给呼吸，带学生分析小结出二氧化碳的用途，设计意图是通过已知的知识中分析出二氧化碳的浓度增大，抵制呼吸作用，达到保存粮食的目的，再由呼吸作用引出二氧化碳的增加，给我们的生活等方面带来的过，培养学生关心生活、关心自然、关心社会的生活观。并在教材知识的基础上加以拓展，介绍二氧化碳的增加给人体体质的影响，设计意图是引导学生由学习过的二氧化碳与水的反应，分析出二氧化碳在体内排出不畅时，酸性体质对人体的影响，培养学生分析问题的能力。上面几个话题的讨论，我们都从学生已有的知识出发，来解决身边的问题，并带着学生由物质的性质分析物质的用途，逐渐形成物质的性质决定物质用途的内在联系观。
由二氧化碳是呼吸作用的生成物，向同学们提出：人吸入的气体与人呼出的气体相比，哪些成分的含量发生了变化？如何变化？设计意图是引导同学们通过讨论，利用呼吸作用的原理解决问题，并提出其中可能发生变化的有氧气、二氧化碳、水蒸气的含量，同时能就提出的问题阐明自己的观点，即用学习过的知识解决问题的能力。本环节中设计了用简单实验验证人呼出的气体中二氧化碳、氧气、水蒸气的含量变化，设计意图是用真实的实验让同学们体验出其中的变化和不同点。也进一步诠释实验是化学学习的基础，并在实验过程中培养学生小组合作能力、基本实验操作能力等，更多地培养学生在化学学习“体验实验”，在“做科学”中获取知识并提高能力。
同学们对实验进行小结与汇报后，提出问题“我们能不能有一个更准确一点的实验来证明人呼出的气体中二氧化碳究竟增加了多少呢？”，在同学们都觉得困惑时，向同学们介绍二氧化碳传感器，并请一位同学完成测定人呼出气体中二氧化碳浓度变化的实验，实验中同学们能从屏幕中清晰地看出人呼出的气体中二氧化碳的浓度变化的曲线图，并能看出上升到最高点时其浓度是原来空气中二氧化碳浓度的几十倍，设计本实验的意图是通过敏感程度高的数字化实验调动同学们的学习积极性，让模糊知识更加具体化和准确化，同时也让同学们认识到化学实验中很多的实验将来可以通过数字化实验来进行，也坚定了同学们学习好化学的信心和决心，培养学生热爱化学、热爱科学的情感。实验中我们还根据实验中的现象，结合辅助实验的同学吹过气体后要深呼吸的动作引导同学们分析，为什么人工呼吸时给病人吹入的二氧化碳较大时，病人反而能自主呼吸呢？并适时地给出问题，即二氧化碳的浓度是越大越好吗？设计意图是由问题的讨论引导同学们去分析与思考，二氧化碳的增加给我们的我们的生活带来的有功也有过，培养学生客观地、辩证地看待物质，形成认识物质的唯物观和量变引起质变的变化观。
在对二氧化碳进行功与过的讨论中，学生必然会提出二氧化碳与温室效应的关系，我们再给出与温室效应有关的几个问题，即温室效应会带来哪些危害？温室效应如何来缓解？温室效应就是二氧化碳的过吗？设计意图是带学生用学习过的知识来解决生活中的问题，在第三个问题中给出二氧化碳并不是引起温室效应的唯一气体，并向同学们介绍一些科学家提出的有关温室效应的其它观点，即认识物质不能只看它的功或只谈它的过，我们在将来的学习中认识物质或变化都要分析并注意它的两面性，人类只有利用好它们，它们才能真正地为人类所用。也只有这样，化学才能真正地走出今天这种尴尬的境界，而成为人类科学发展的工具。
二、选择本课题是基于这样几点认识
1. 民众对化学的误解
在各地中考分值的调整中，部分地区将化学分值降低了，有些地区化学与物理的分值比为6∶9，有些地区变为7∶8，也有一些地区变为6∶10，这些都使得身边很多不懂化学的人更加误解，很多人会提出化学不就是从“苏丹红”事件、“三聚氰胺”事件、“瘦肉精”事件，到“工业明胶”事件吗？甚至于有人提出，化学除了给人类带来危害，还能带来什么呢？身边的很多人对化学是害怕、怀疑、否定的态度。我始终认为，化学之所以有着现在这样的被误解，那是因为身边的人们不懂得化学，某些不法分子之所以能将这些明令禁止的物质添加进食品中，也是抓住人们不懂化学的软肋。作为一名化学教师，我们怎样来改变目前的状况呢？我们不能去一一监督所有的食品加工厂，我们不能去一一研究每一种食品中的所有物质，我们不能一一去教给民众所有的化学知识，但是我们可以利用我们的力量去教学生和他们的家长去认识生活中的化学物质、了解常见的食品添加物质、读懂食品中的营养物质，辨别化学在我们身边究竟是功大于过还是过大于功？我相信，只要我们坚持做下去，人们会逐渐地了解化学，用好化学，会客观公正的评价化学以及化学带来的功与过。
2. 基于学生化学前概念的认识
化学分值的变化必然会引起时间的减少，我们考虑能否将学生已有的知识进行梳理、调查，并在此基础上提高课堂效率？另外因为时间的减少，很多化学老师在课堂教学中的目标性和目的性很明确，中考考什么我就讲什么！甚至有老师向教研员提出，你能不能具体地讲一下哪些是中考不要的，哪些是要重点讲的？重点讲的内容我们要达到什么度？我想如果化学教学真的变成这样的话，我们何以去发展学生的能力呢？何以去培养学生终身学习的能力呢？我们的教育谈何明天？
3. 为二氧化碳鸣不平
二氧化碳是身边的常见物质，但更多人对它的认识都停留它是温室效应的元凶，环境恶化都是二氧化碳的错，人们感觉越来越不适也都是二氧化碳的原因。实质上二氧化碳对于我们的生活、生产都是必不可少的，因此本节课旨在基于学生化学知识前概念的基础上，对二氧化碳公正、客观的再认识。
参考文献
篇5
李 琼
（甘肃省兰州树人中学）
一、导入新课
师：利用PPT展示一张有关"温室效应"的图片，请同学们观看。然后提问这是一张什么图片？
生（齐）：地球着火了！
师：没错！这是正在燃烧着的地球。由于二氧化碳的"温室效应",导致地球温度升高。
今天我们较全面地学氧化碳的性质。
二、学习新课
师：下面就《导学案》"自主学习"中的一个问题"二氧化碳的物理性质",请同学们展示自学成果。
生1:二氧化碳是无色、无味的气体，密度比空气大。
生2:二氧化碳可溶于水。
生3:25℃时，二氧化碳的溶解度是：0.144 g/100g水。20℃，
5.73×106Pa二氧化碳由气变液。
生4:-56.6℃，5.27×105Pa时二氧化碳由液变固。
生2:在讲"二氧化碳是无色、无味的气体"时，必须强调在"通常情况下".
师：说得很好。下面我将同学们的回答做一总结。展示一张总结"二氧化碳的物理性质"的幻灯片。对该总结，我提出三个问题：（1）如何设计实验验证二氧化碳密度与空气密度的关系？（2）如何设计实验验证二氧化碳气体是否溶于水？（3）通常情况下1体积的水溶解大约1体积的二氧化碳气体，这个结果能改变吗？请同学们先分组讨论，然后分组回答。
生：按学习小组分组讨论。
师：同学们讨论结束，根据刚才的讨论先回答第一个问题。
师：请第一组同学回答。
生1:可以在水平杆的两侧分别挂一纸袋，此时平衡，然后向一侧倾倒二氧化碳，水平杆失去平衡。由此可以证明二氧化碳密度与空气密度大。
生2:先在烧杯中准备高低不同的燃着的两支蜡烛，然后从一侧倾倒二氧化碳，蜡烛自下而上熄灭。由此可以证明二氧化碳密度比空气密度大。
师：刚才一位同学的设计可以进行验证。展示两张幻灯片。
师：除了以上实验设计之外，还可以利用天平进行相关实验。
（老师准备充满二氧化碳的气球，将气球举高投放，气球掉在地上。）
师：这个实验能否证明二氧化碳密度比空气密度大？
生：不能。
师：为什么？
生：若气球下沉，密度可能比空气大，也可能相等，还可能略小，要考虑浮力和重力的关系。若气球上浮，密度一定比空气小。
（学生掌声）
师：下面请同学们回答第二个问题。
生1:先在软矿泉水瓶中收集二氧化碳气体，然后加入一定量水，旋紧瓶塞，振荡，软矿泉水瓶变瘪。
生2:先收集一试管二氧化碳气体，然后将试管倒插在水中，发现试管内液面上升，可以说明二氧化碳气体可溶于水。
师：刚才两位同学的回答很精彩，一般证明二氧化碳气体可溶于水就用这两种方法。同学们的思路可以在后面的实验当中进行验证。继续回答第三个问题。
生1:如果温度改变，二氧化碳的溶解情况会发生改变。
生2:"1:1"是通常情况下二氧化碳的"溶解度".二氧化碳的溶解能力随压强增大而增大，随温度的升高而升高。
师：下面我们重点学氧化碳的化学性质。结合《导学案》的"合作探究1"来进行分组实验。
生：分组实验。
师："倾倒二氧化碳实验"中"蜡烛自下而上熄灭"的小组请举手。
生：第2、4、7、8组同学举手。
师：请第四组同学展示"实验一".
生1:将二氧化碳气体慢慢倒入盛有蜡烛的烧杯中，实验现象是：蜡烛自下而上熄灭。
生2:解释为：二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，另外二氧化碳的密度比空气大，所以蜡烛自下而上的熄灭。
师：请第七组同学展示"实验二".
生1:"实验二"的实验现象为：紫色石蕊试液变红，加热时，试管中液体由红变紫。
生2:经查阅资料"紫色石蕊试液变红"是由于二氧化碳和水生成碳酸，碳酸使石蕊变红。
生3:相关的化学方程式：CO2+H2O=H2CO3;H2CO3■CO2+H2O
师：同学们的讨论和回答都非常精彩。请第三组同学展示"实验三".
生1:"实验二"的实验现象为：刚开始通入二氧化碳气体时，澄清石灰水变浑浊；若继续通入二氧化碳，浑浊又变澄清。
生2:"澄清石灰水变浑浊"是因为生成了难溶的碳酸钙；若继续通入二氧化碳，"浑浊又变澄清"是因为难溶的碳酸钙和水和二氧化碳又生成了可溶的碳酸氢钙。
生3:化学方程式为：CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O;CO2+CaCO3+H2O=Ca（HCO3）2
师：下面我将刚才同学们的展示做一总结。
（老师展示一张二氧化碳化学性质的幻灯片。）
师：在初中阶段仅对二氧化碳的化学性质了解以上三个方面，其他的性质在以后的学习中继续进行。
（老师展示一张"菜窖"的幻灯片。）
师：进入菜窖时要先做什么实验？
生："灯火实验".
师：下面请同学们分组交流讨论《导学案》中的"合作探究2",然后由各组长负责对讨论的问题进行小组讨论成果展示。
师：请第六组同学展示"问题一".
生1:二氧化碳灭火器不能适用于所有的火灾。
生2:金属着火时，不能用二氧化碳灭火器。例如，镁条着火，不能用二氧化碳灭火器。
师："问题一"解决得很好。下面请第九组同学展示"问题二".
生1:不是二氧化碳直接和石蕊的反应，是二氧化碳和水发生化学反应。
生2:二氧化碳和石蕊不直接反应，酸能使紫色石蕊变红。
师：请第二组同学展示"表格填写".
生1:现象Ⅰ是紫花变红，现象Ⅱ是紫花不变色，现象Ⅲ也是紫花不变色，现象Ⅳ是紫花变红。
生2:前面同学回答得完全准确，分析为：稀醋酸能使紫色石蕊变红，二氧化碳和水分别不具有酸性，所以不能使紫花变红，但当二氧化碳和水接触时可以先生成碳酸，碳酸具有酸性，能使紫花变红。
师：回答得很精彩！请第五组同学继续展示"问题四".
生：二氧化碳和石灰水的反应就是二氧化碳和石灰水中溶质氢氧化钙的反应，生成碳酸钙和水，碳酸钙是沉淀。
师：注意问题中的"结合二氧化碳和水的反应"这一点，将二氧化碳气体通入澄清石灰水时，二氧化碳首先和溶液中的水反应生成碳酸，碳酸再和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，最后将两个化学方程式加和得到二氧化碳和氢氧化钙的反应。
师：请第七组同学归纳总结：二氧化碳对生活和环境的影响。
生：二氧化碳可用于灭火，可以做气体肥料等。
师：同学们请看图片。
（老师展示一张"二氧化碳对人体健康的影响"的幻灯片。）
师：刚才同学们描述的主要是二氧化碳的用途，下面我将二氧化碳的用途做一总结。
（老师展示一张"二氧化碳的用途"的幻灯片。）
师：今天我们主要学习了三个方面的知识点，分别是二氧化碳的物理性质、化学性质、用途，其中二氧化碳的化学性质是难点和重点。
（老师展示一张"小结"的幻灯片。）
师：下面请同学们做练习。
师：今天的作业是理解巩固本节内容，完成《练案》6.3（一）。下课！
三、教学反思
篇6
知识目标：认识二氧化碳的主要物理和化学性质;了解二氧化碳在自然界碳循环中的作用以及对人类生活和生产的意义。
能力目标：初步学会运用观察、实验等方法获取信息;初步学会用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工;
情感目标：激发学生的好奇心和探究欲;发扬善于合作、勤于思考、勇于创新和实践的精神。
学习重点：认识二氧化碳的主要物理和化学性质
学习难点：运用观察、实验等方法获取信息，并对获取的信息进行加工
学习方法：实验探究、交流讨论。
教学方法：指导探究、主持讨论。
教学设计：
教师活动学生活动预测与对策
[创设情景](故事导入)一人带着一条狗走进一个山洞，走着走着，狗突然倒在地上，原来狗已经死了。……导致狗死亡的原因是什么?
[教师讲解](小结并提出学习任务)几位同学猜得很对，是由于山洞的下层充满二氧化碳气体所致。你们还知道其他有关二氧化碳气体产生和消耗的途径吗?把你知道的归纳一下，填写在学案上。
[问题导入]你知道二氧化碳有哪些用途吗?引入二氧化碳的奇妙变化(液态二氧化碳，固态二氧化碳—干冰)
[播放录像]光合作用，温室效应、二氧化碳灭火器、“干冰”的用途。
[创设问题]你知道打开汽水瓶或啤酒瓶时冒出的气体是什么吗?如何验证?
通过此实验，你还能得出二氧化碳具有哪些性质?
[演示实验]在一个装满二氧化碳的集气瓶中，注入少量水，迅速塞上单孔橡皮塞(连有导管、橡皮管和弹簧夹)并把导管另一端放入盛水的烧杯，打开弹簧夹。
[问题情景]我们同学每天都喝饮料，你对瓶子上的说明有哪些发现或有哪些疑问吗?
[提供信息]紫色石蕊试液遇到酸性物质会变红，可用来检验二氧化碳和水是否会生成碳酸。
[布置任务]自己设计实验方案，探究二氧化碳和水是否会生成碳酸。
[布置任务]按照课本p43图2-21设计一个实验，观察实验现象，并推测二氧化碳还有哪些性质。
[演示实验]把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中。
[布置任务]通过以上的实验探究和交流讨论，你能说出奇妙的二氧化碳具有哪些物理性质和化学性质吗?
[家庭实验]自制汽水：取一个洗刷干净的汽水瓶，瓶里加入占80%容积的冷开水，再加入2g白糖和少量果味香精，然后加入2g碳酸氢钠，搅拌溶解后，迅速加入柠檬酸，并立即将瓶盖压紧，使生成的气体不能逸出而溶解在水里，将瓶子放置在冰箱中降温。取出后，打开瓶盖就可以饮用。[交流讨论]
[思考、填写]
[观看、了解相关知识]
[实验探究、观察、思考、得出结论]
实验内容：将汽水瓶中的气体通入澄清石灰水中。
[观察实验现象、解释原因]
[提问、讨论、解答]
[分析信息]
[设计并实施实验方案]
[总结出二氧化碳的又一条化学性质：二氧化碳能和水反应生成碳酸。]
[用自带的碱面和醋完成实验、得出性质]
[观察现象、说明二氧化碳灭火的原因]
[交流讨论、总结]
[家庭实验]
有的学生可能听说过这个故事，知道是山洞的下层充满二氧化碳气体的缘故。
学生根据已有的知识和日常生活经验，会知道自然界中二氧化碳的循环。
学生可能知道舞台烟雾，人工降雨是怎么回事。
学生对于实验原理，实验操作不会有太大困难。但要得出二氧化碳有关性质可能有些难度。
学生在学习了空气中氧气含量测定实验的基础上，解释该实验现象的原因不会有太大的难度。
学生的问题可能是：瓶子标签上写的是碳酸水，为什么不写二氧化碳饮料?
对学生来说用“紫色石蕊试液检验酸”这一知识点是陌生的，需要教师的引导。
方案可能有：直接向碳酸饮料中滴紫色石蕊试液;把二氧化碳通入紫色石蕊试液。等等。
通过学生自主实验、观察教师演示实验，学生能得出二氧化碳的相应性质。
该实验生活气息浓，趣味性强。
课后反思：
篇7
关键词：二氧化碳 石油采收率 实施方法
提高石油采收率的研究是油气田开发研究永恒的主题，近年来因为石油价格的飞速提高，化学驱应用效益的降低，注气驱应用范围越来越大，技术也得到了不断提高。我国油田的储层属于陆相沉积，非匀质严重，而且原油的粘度又比较高，上升很快，水驱采收率较低，所以发展提高采收率技术已经成为我国石油工业继续发展的一项迫切要求。同时随着人类社会的不断进步，温室气体的大量排放引起的全球变暖问题日益严峻，在短期内没有其他合适的气体能够代替烃类能源，一种比较可行的方法就是把二氧化碳注入地下，利用二氧化碳提高石油采收率是很重要的途径。同时利用二氧化碳提高石油采收率不但能满足环保的要求，还能满足油藏高效开发的要求。本文分析了利用二氧化碳提高采收率的机理，总结了利用二氧化碳提高采收率的实施方法。
一、利用二氧化碳提高石油采收率的机理
我国CO2----EOR主要是因为下面各种因素互相作用的结果：
1、二氧化碳能够促使原油的体积膨胀。二氧化碳被注入油藏以后，能够在原油中充分的溶解，能够促使原油的体积增加10%――100%。这样不但能增加地层的弹性，还会大大减少原油在流动过程中的阻力，从而达到提高原油采收率的目的。
2、利用二氧化碳能够降低原油粘度。二氧化碳被融入原油以后，一般情况下可以把石油的原来的黏度降低0.1.原油开始的粘度越高，黏度降低的幅度越大。黏度得到降低以后，原油的流动能力就会得到加强，产油量就会提高。
3、利用二氧化碳能够有效的改善油水的流动比。二氧化碳融入原油和水以后，黏度就会降低20%到30%，流度就会随之提高。这种综合作用的结果就会导致原油和水的比例趋于接近，水驱波及的体积扩大，这样就会利于原油的采出。
4、利用二氧化碳提高石油采收率利于降低界面的张力。二氧化碳比较容易溶解于原油，这样的结果就会大大降低油水的界面张力，有利于原油提高原油的流动性能，从而达到提高原油采收率的目的。二氧化碳和原油混相以后界面的张力就会降为0，在理论上能够使石油采收率达到100%。
5、利用二氧化碳提高石油采收率能够萃取原油中轻烃。CO2注入油藏后，部分CO2未溶解于油水中的CO2能萃取原油中的轻烃，使原油相对密度降低，黏度降低，从而提高原油流动性能，有利于开采。
6、利用二氧化碳提高石油采收率能够起到溶解气驱作用。随着油井生产井附近的地层压力下降，地层原油中溶解的CO2逸出，逸出的CO2气体驱动原油流入井筒，形成内部溶解气驱。
二、利用二氧化碳提高采收率的实施方法
当前利用二氧化碳提高采收率的实施方法有二氧化碳混相驱、二氧化碳非混相驱和二氧化碳吞吐，其中二氧化碳混相驱的应用较为普遍。
1、二氧化碳混相驱。二氧化碳混相驱一般采用二氧化碳和水交替注入储层的方法，具体的注入方法取决于储层的性质，主要注入的方法有连续注入、简单注入锥形注入等。在实施过程中首先注入二氧化碳，因为连续注入二氧化碳驱替油层的时候宏观波及系数较低，因此要改为注水来改变二氧化碳的驱油速度，扩大二氧化碳的波及效率。基本原理是二氧化碳和地层的原油在油藏条件下形成稳定的混相带前缘，这个前缘作为单相流体移动并有效的把原油驱替到生产井，因为是混相，多孔介质中的毛细管力就会降为0，理论上可以使微观驱替效率达到100%。混相驱要求油藏压力高于或等于二氧化碳与原油完全混相的最低压力（MMP）。由于受地层破裂压力等条件的限制，该方法通常用于原油相对密度小于 0.89g/ cm3，油层温度小于1200C的中、深层油藏。通过二氧化碳混相驱，原油采收率比注水方法提高约30―40%。根据以往的经验，二氧化碳混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义：不合适水驱开采的低渗透油藏；水淹后的砂岩油藏；接近开采经济极限的深层、轻质油藏。
2、二氧化碳非混相驱。二氧化碳非混相驱效率次于混相驱，但高于水驱或惰性气驱，一般以重力稳定二氧化碳 注入方式生产，将二氧化碳注入到圈闭构造的顶部，使原油向下及构造两边移动，在构造两边的生产井中将原油采出。主要采油机理是对原油中轻烃汽化和抽提，使原油体积膨胀，黏度降低，界面张力减小。另外，二氧化碳还可以提高或保持地层压力，当地层压力下降时，二氧化碳就会从饱和了二氧化碳的原油中溢出，形成溶解气驱，达到提高原油采收率的目的。适用于非混相驱的油藏类型主要有：重油或高黏油油藏；压力衰竭的低渗透油藏；高倾角、垂向渗透率高的油藏。
3、二氧化碳吞吐。二氧化碳吞吐的实质是非混相驱，采油机理主要是原油体积膨胀、降低原油界面张力和黏度，以及二氧化碳对轻烃的抽提作用。该方法的一般过程是把大量的二氧化碳注入到生产井底，然后关井几个星期，让二氧化碳渗入到油层，然后重新开井生产。这种单井开采技术不依赖于井与井间的流体流动特性，适用范围很广。一般对开采下面几类油藏具有更重要的意义：井间流动性差，其他提高采收率方法不能见效的小型断块油藏。裂缝性油藏、强烈水驱的块状油
藏、有底水的油藏等一些特殊油藏。不能承受油田范围的很大前沿投资的油藏。二氧化碳吞吐增产措施相对来说具有投资低、返本快的特点，能在二氧化碳耗量相对较低的条件下增加采油量。
三、结论
总之，利用CO2提高原油采收率是一种有效的提高原油采收率的方法，它一直受到科研人员的重视。特别是现在温室效应的存在，为注CO2开发油气田提供了一个更有利的环境。我国注CO2技术也日趋成熟，不少CO2气源被发现，实施合理的方案充分利用这些气体将是我们面临的主要难题。
参考文献：
[1] 宋道万. 二氧化碳混相驱数值模拟结果的主要影响因素[J]. 油气地质与采收率. 2008（04）
[2] 张清正，刘铁桩，曾贤辉，徐先华. 低渗油藏二氧化碳混相驱技术研究[J]. 西部探矿工程. 2001（03）
篇8
【关键词】二氧化碳；合成气；制氢；煤化工
0 引言
二氧化碳是一种温室气体，其引发的温室效应可导致全球气候变暖，而二氧化碳的排放主要集中在热电厂、钢铁厂、水泥厂、炼油厂以及交通运输等高耗能领域。在碳循环中，有机碳和无机碳的转换和平衡是至关重要的，然而化石燃料的大量燃烧破坏了这种平衡，因此减少二氧化碳排放量的根本措施就是将无机碳用人工方法重新转化为有机碳。
1 二氧化碳排放量的计算
下图为近1000年大气中CO2气体浓度的变化[3]。
图1
由图可见，工业革命前期大气中二氧化碳的含量相对稳定，而工业革命后二氧化碳含量迅速增加了31%，增加了大约90ppm。
地球半径：r=6371km、大气压：p=101.325kPa、重力加速度：g=9.8m/s2
空气的摩尔质量：28.97g/m3，二氧化碳摩尔质量：44g/m3
可以求出大气中二氧化碳含量每增加1ppm相当于排放的二氧化碳量为：
也就是说工业革命后已经累计向大气中排放了7200亿吨二氧化碳。
2007年，全世界二氧化碳排放量为300亿吨，中国60亿吨。据美国能源部预测，在全球范围内必须减少60%的CO2排放才能真正防止全球气候变化[3]。
2 二氧化碳的应用概述
与二氧化碳有关的化工主要有以下几个方向：
2.1 碳酸氢铵
2.1.1 用途
用作肥料，是一种中性氮肥，适用于各种作物和各种土壤。纯品可用于食品行业，制造面包、饼干时起疏松作用。也用作灭火剂，用于医药工业、电镀工业胶鞋绵底的制造等方面。在制革时用于中和过程酸[4]。
2.1.2 反应式
N2+3H22NH3
NH3+H2ONH3？誗H2O
CO2+NH3？誗H2ONH4HCO3
2.2 尿素及尿醛树脂
2.2.1 尿素用途
主要用作肥料、也可作动物的补充饲料。做工业原料，在有机合成工业中生产三聚氰胺、脲醛树脂、水合阱等；医药工业中用于生产苯巴比妥、咖啡因等；染料工业中用于生产原棕BR、酞青蓝B、酞青蓝BXBS等；在纺织工业中用于制造含脲的聚合物，纤维产品的软化剂等；在炸药制造中用作稳定剂和在石油工业提炼过程的脱蜡剂；还用于印染布，油墨颜料等[4]。
2.2.2 尿醛树脂用途
用于模塑料、层压塑料、泡沫塑料以及制作水溶性粘合剂、织物防缩防皱处理剂、纸张罩光漆[4]。
2.2.3 反应式
CO2+2NH3CO（NH2）2+H2O
nCO（NH2）2+2nHCHOH（C3H6N2O2）nH+（n-1）H2O
2.3 甲醇
2.3.1 用途
用于MTO甲醇制烯烃以及制造甲醛和农药等，并用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等，是新型煤化工的方向[4]。
2.3.2 反应式
CO2+C2CO
CO+2H2CH3OH
2.3.3 甲醇制烯烃MTO工艺
甲醇制烯烃即MTO工艺是一套新型工业化装置，也就是以甲醇为原料代替石油化工生产乙烯和丙烯等烯烃，进而可以生产聚烯烃或者以此为源头生产下游化工产品，是现代煤化工的重要装置。
MTO的主要反应是在流化床反应器内进行，即甲醇在催化剂作用下产生烯烃，主要反应如下：
2CH3OHC2H4+2H2O
3CH3OHC3H6+3H2O
4CH3OHC4H8+4H2O
5CH3OHC5H10+5H2O
2CH3OHCH3OCH3+H2O
CH3OH+H2OCO2+3H2
CH3OHCO+2H2
CH3OHC+H2O+H2
CH3OH+H2CH4+H2O
2CH3OH+H2C2H6+2H2O
3CH3OH+H2C3H8+3H2O
4CH3OH+H2C4H10+4H2O
其中丙烯产率：45%、乙烯产率：34%、丁烯产率：13%
2.4 甲醛
2.4.1 用途
用作农药和消毒剂，也用于制酚醛树脂、脲醛树脂、维纶、乌洛托品、季戊四醇和染料等。主要用于有机合成、医药、合成树脂、在石油钻井液和压裂液中作杀菌剂，在酸化液中作缓蚀剂，还用作饲料青贮添加剂[4]。
2.4.2 反应式
2CH3OH+O22HCHO+2H2O
2.5 碳酸二甲酯
2.5.1 用途
碳酸二甲酯（DMC）无毒，可以替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等用于羰基化、甲基化、甲氧基化以及羰基甲基化等方面的有机合成，用于生产聚碳酸酯、异氰酸酯、聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯二醇、烯丙基二甘醇碳酸酯、甲氨基甲酸萘酯（西维因）、苯甲醚、四甲基醇铵、长链烷基碳酸酯、碳酰肼、丙二酸酯、丙二尿烷、碳酸二乙酯、三光气、呋喃咗酮、肼基甲酸甲酯、苯胺基甲酸甲酯等多种化工产品。DMC可替代氟利昂、三氯乙烷、苯、二甲苯等用于油漆涂料、清洁溶剂等，也可作为汽油添加剂提高汽油辛烷值和含氧量，还可用于清洁剂、表面活性剂和柔软剂的添加剂[4]。
2.5.2 反应式
MTO工艺制烯烃：2CH3OHC2H4+2H2O
乙烯氧化：2C2H4+O22CH2CH2O
CH2CH2O+CO2CH2=CHOCOOH
CH2=CHOCOOH+2CH3OHCH3OCOOCH3+CH2OHCH2OH
3 煤化工与天然气化工简介
3.1 煤化工反应式
CO2+C2CO
C+H2OCO+H2
CO+H2OCO2+H2
CO+2H2CH3OH
3.2 天然气化工反应式
CH4+H2OCO+3H2
CO+H2OCO2+H2
CO2+C2CO
CO+2H2CH3OH
3.3 合成气化工
CO和H2统称合成气，是煤化工与天然气化工的核心，也是未来替代以乙烯为中心的石油化工的关键。
4 二氧化碳减排及应用的核心：制氢
4.1 碳氢摩尔比的衡算
总结分析以上所有关于二氧化碳的应用，都有一些共同特点：原料都简单易得，均为煤炭、天然气、水（或水蒸气）、氮气、氧气、氢气。而所有这些原料中，大量应用而且价格较高的就是氢气，因此如何产生大量而廉价的工业氢气是所有问题的关键。
4.2 工业制氢
工业制氢方法中，氯碱工业产生氢气的成本较高，因此合理的方法应该是水煤气法和天然气法，也就是用煤炭或天然气与水蒸气反应产生氢气。
显然，煤炭最高产氢量：C：H2=1：2；甲烷最高产氢量：C：H2=1：4。因此用氢含量较高的煤气、天然气或者石油炼厂的干气作为制氢原料是理想的选择。
工业上应用的制氢工艺主要是采用烃类水蒸汽转化法造气和变压吸附氢气提纯的工艺，该工艺流程简单，成熟可靠，产品氢气纯度高。装置由原料压缩、预热；原料加氢、脱硫；转化及中温变换；中变气换热、冷却及分液；中变气变压吸附提纯；酸性水处理及蒸汽发生六部分组成。装置所用原料为净化焦化、加氢混合干气，产品为纯度为99.9%工业氢气，副产品变压吸附尾气全部用作转化炉燃料，是一种目前为止较为成熟的制氢方案。
附录
1 钢铁厂二氧化碳减排设想
1.1 焦化厂二氧化碳应用方案
由以上分析可知，只有制氢工艺中碳氢气摩尔比大于产品所需氢气摩尔比时，才会有富余的氢气用于吸收二氧化碳。年产130万吨焦炭的焦化厂还可年外供煤气2.4亿立方米，焦炉煤气成分见表2。
这些焦炉煤气可以制氢1～2万吨/年。
这些氢气可以通过合成氨工艺副产碳酸氢铵40万吨，并且同时吸收减排二氧化碳22万吨。或者副产尿素18万吨，同时吸收减排二氧化碳10万吨。如果作为合成气来合成甲醇，则可联产甲醇8万吨，减排二氧化碳10万吨。
1.2 钢铁厂二氧化碳减排设想
高炉炼铁一般都是应用以下反应进行的：
C+O2CO
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
然而这一过程产生大量二氧化碳，有必要将这一过程改为：
方案【a】：
【1】C+H2OCO+H2
【2】CO+2H2CH3OH
【3】3CO+Fe2O32Fe+3CO2
这一过程的如果进行合理的设计与衡算，它的合反应可以暂时写为：
3.75C+3H2O+Fe2O32Fe+1.5CH3OH+2.25CO2
方案【b】：
【1】C+H2OCO+H2
【2】CO和H2变压吸附分离
【3】3CO+Fe2O32Fe+3CO2
和反应可写为：3C+3H2O+Fe2O32Fe+3CO2+3H2
这两种方案的明显优势是，由于不需要氧气，既不产生温室气体二氧化碳，而且伴随着炼铁过程可以产生大量的化工需要的副产物如甲醇或者氢气等发展发展煤化工和合成氨工业，而且为产业链的延长提供了足够广阔的空间和灵活的发展方向。
方案【c】：
【1】CH4+H2OCO+3H2
【2】CO和H2变压吸附分离
【3】3CO+Fe2O32Fe+3CO2
和反应可写为：3CH4+3H2O+Fe2O32Fe+3CO2+9H2
一座年产量400万吨的钢铁厂需要年加工焦炭130万吨，产生二氧化碳476万吨。
如果改用新工艺，若采用方案【a】则需年加工焦炭162.5万吨，同时联产173万吨甲醇，减排二氧化碳119万吨，若产生的甲醇部分经MTO工艺生产烯烃，其中乙烯生产环氧乙烷，然后用甲醇、环氧乙烷及二氧化碳为原料生产碳酸二甲酯，则可继续吸收部分二氧化碳，使二氧化碳减排量进一步减少，同时还可以联产乙二醇。
如果采用方案【b】则需年加工焦炭130万吨，同时副产21.7万吨氢气，这些氢气可以通过合成氨工艺产生氨并且吸收二氧化碳副产碳酸氢铵570万吨，这一过程可吸收减排二氧化碳317.8万吨。或者合成氨与二氧化碳副产尿素261万吨，这一过程可吸收减排二氧化碳158.9万吨。
年产400万吨的钢铁厂，应用方案【c】也就是天然气制氢法生产合成气，如果联产尿素可以实现二氧化碳的零排放，如果合理设计碳酸氢铵、甲醇及碳酸二甲酯等产品的比例仍然可以实现二氧化碳的零排放。
2 焦化厂干熄焦循环气体热值的计算
2.1 工艺数据
焦化厂干熄焦装置正常运转时，干熄炉各工艺参数见表3。
2.2 循环气体燃烧热的计算
循环气体中CO和H2的标准摩尔燃烧焓为：
循环气体摩尔定压热容参数见表4[1]。
由此求得25℃升温至120℃的循环气体如下性质（见表5）。
故可以求出1Nm3120℃的循环气体燃烧时释放的燃烧热为：（下转第21页）
（上接第18页）Q=（283.01-2.78）×0.05+（241.82-2.75）×0.01=16.4kJ/mol=723.337kJ/Nm3
因此可以求得：17000Nm3/h的预存段放散的循环气体流量如果所含可燃气体完全燃烧释放的燃烧热为：12296.7MJ/h。
2.3 讨论
若这些燃烧热流经热效率为92%的高压余热锅炉，则可折算出所发的蒸汽量[2]：3.72t/h。按照余热锅炉92%的热效率和230kWh/t高压蒸汽的热电转换率估算，可得增加的发电功率约为：855kW。也就是说，如果将预存段放散的废循环气体充分利用，比如掺进焦炉煤气中，可提高焦炉煤气的热量12296.7MJ/h；如果用这些余热发电，可增加功率855kW，换算为年增加发电量：748.9万度。
【参考文献】
[1]卡尔L.约斯.Matheson气体数据手册[S].化学工业出版社.
[2]干熄炉焦炭烧损率及锅炉热效率的计算[J].
篇9
二氧化碳成了环境难以承受之重
生活在当代，相信很多人对每年不期而至的极端气候刻骨铭心，严寒与酷暑，飓风与海啸，干旱与洪涝，这些自然灾害破坏力惊人，造成的损失不可偌啤F涫嫡庖磺械淖锟祸首都与温室效应有关。所谓温室效应，是指大气中的水汽、二氧化碳、氧化亚氮、甲烷以及臭氧等气体，吸收和发射红外辐射，造成地表升温的效应。据研究，上述这些气体对太阳短波辐射吸收很少，而对大气长波辐射吸收很强，当空气中温室气体的含量增加，就会改变大气的热量平衡，从而影响地气系统的辐射平衡，导致大气低层和地表的平均温度上升，从而对全球气候的变化造成直接影响。
在温室气体中，二氧化碳虽然占比约0.031%，在空气成分中排名第三，但是却对温室效应贡献了30%的力量。所以，研究和控制温室效应，二氧化碳是首要目标。而化石燃料的燃烧和其他相关的人类活动，每年向大气中排放二氧化碳300亿吨，如果从工业革命开始算起，200多年间排放到大气中的二氧化碳，已经累计高达3000亿吨，浓度达到了80万年来最高水平。根据全球气温监测数据可知，从20世纪50年代开始，约有50%以上的地表气温升高，而温室气体在1951年到2010年的60年中，为地表温度上升贡献了0.5℃～1.1℃。二氧化碳与温室效应的密切相关度，让这种气体成了环境的不可承受之重。
要想应对温室效应，必须将全球大气中二氧化碳浓度的准确数据和未来变化情况了然于心，也就是说，最好有一幅全球二氧化碳浓度分布图，才能对症下药。想法虽然很好，然而，要想绘制这张图的难度却超出了我们的想象。原因为何？那就是以前的监测手段比较落后，无法获得全球大气中二氧化碳浓度的全面而准确的数据。
世界各国的科学家为了获取大气中二氧化碳的浓度数据也是绞尽了脑汁，目前，通行的检测方法一共有3种，分别是地基、空基和星载模式（卫星遥感模式）。
所谓“地基”检测模式，就是在地面建立多个观测站，观测和记录二氧化碳浓度。这种方法发端于1957年，由美国科学家查尔斯・基林在夏威夷的莫纳罗亚山上，建立起全球首个大气二氧化碳浓度监测站，开启了全球二氧化碳监测的先河。如今这项工作是由美国国家海洋和大气管理局的地球系统研究实验室承担，具体而言是由美国阿拉斯加州的巴罗天文台、夏威夷的莫纳罗亚天文台、萨摩亚群岛天文台和南极洲上的天文台共同承担检测大气中不同气体成分变化情况的任务，同时，还承担全球气体采样网络、提供大气中二氧化碳空间变化情况的任务。目前，全球设置二氧化碳地面观测点300多个，大部分位于美国和欧洲，对于美国和欧洲之外的广袤地区，包括海洋和沙漠，因缺乏站点，无法做到有效监测。
而“空基”二氧化碳检测方法，是利用飞机在科学家们指定的区域内进行观测，精度可达0.1ppm～0.2ppm。如今的美国飞机参与了多个项目的空基测量，而日本的空基测量则是利用商用飞机飞往澳大利亚、夏威夷、欧洲、北美和亚洲等国的机会，在飞机上搭载探测仪器进行温室气体的测量。除了利用飞机之外，热气球也是在大气底层中开展空基测量的好帮手。
然而，地基和空基测量方法都存在明显的局限性。比如地基测量技术存在空间覆盖度低、容易受到沙漠和高山等地形条件影响的问题，且地面观测基站的维护成本较高，无法获取大范围的二氧化碳浓度信息。而空基测量技术只有依托飞机和热气球等交通工具才能实施，也很容易受到恶劣气候的影响，同时飞机和热气球的航线也是固定的，使得二氧化碳测量范围狭窄，只能获取局部二氧化碳浓度数据，尚不能完成对全球大气中温室气体的浓度测量，更遑论绘制全球二氧化碳浓度分布图了。而此时，第三种办法就派上用场了，那就是“星载（卫星遥感）检测技术”。
二氧化碳星载检测技术的先行者
星载检测技术会脱颖而出，力压群芳，究竟靠的是哪些压倒性的优势呢？
原来，星载检测技术是通过卫星平台，对地球大气层中的二氧化碳进行浓度检测，绘制全球二氧化碳的浓度图，为科学家们研究气候变化产生的影响提供数据支持。这个卫星平台就是我们俗称的“碳卫星”，即全球二氧化碳监测科学实验卫星。它可以实时捕捉大气的二氧化碳浓度，具有统一、连续、覆盖范围厂的优势。
然而，星载检测技术虽然很高端，能够对全球大气的变化进行监测，但是也注定了这种技术实现难度之大。难到何种程度？全球目前只有日本、美国和中国掌握了这项技术。其中，美国和日本是星载技术的开拓者，采用的技术均基于“日光反射式被动探测原理”，即利用卫星上的望远镜，收集穿越大气层后由地表反射的太阳光，当反射光进入光学系统之后，对其二氧化碳的吸收光谱进行分析，进而得到全球二氧化碳的分布图。
美国的碳卫星OCO由美国加州理工大学喷气推进实验室负责研制，这是美国国家航空航天局（NASA）地球系统科学开发计划的重要组成部分。这颗碳卫星号称是测量大气中的二氧化碳浓度空间分辨率最高、测量数据最精准的卫星，卫星的测量采样率每天高达50万～100万次；视场分辨率为3平方千米，这里所说的“视场”，指的是卫星摄像头能够观察到的最大范围，视场越大，观测范围就越宽；卫星的二氧化碳光谱分辨率为20000，精度高达1ppm+2ppm。
美国发射碳卫星一波三折，2009年第一颗碳卫星OCO的发射，因为整流罩未能与第三级火箭分离，发射失败，卫星坠毁，星载技术遭受巨大挫折。随后，美国继续研制了碳卫星OCO-2，一直拖延到2014年才发射成功，总造价高达4.68亿美元。
相比之下，日本的第一颗碳卫星GOSAT发射就顺利得多，这颗卫星是日本宇宙航空研究开发机构、日本环境部和日本国家环境研究院联合研发而成的，搭载1台傅里叶变换光谱仪，用于探测二氧化碳和甲烷浓度，还搭载1台云（气）溶胶探测仪，用于提高温室气体观测精确度。它于2009年1月23日发射成功，至今服役7年时间，已经快要达到设计年限。
我国的TANSAT碳卫星后来居上
美日两国发射的碳卫星为全球范围内监测大气中的二氧化碳浓度作出了开创性贡献，这是毋庸置疑的。然而，不管是美国发射的OCO碳卫星，还是日本发射的GOSAT碳卫星，都存在技术上的不完美之处。就拿日本的GOSAT碳卫星而言，它每天的有效观测点只有300多个，相当于在地球的几十万平方千米范围内只有一个观测点，并且最小只能探测到10千米范围内大气中二氧化碳的平均值，测量精度和范围都不是太高。
鉴于美日两国碳卫星技术的不完美，我国的科学家们对自主研发的TANSAT碳卫星进行了20多项关键技术攻关，克服了重重困难，终于让卫星的技术水平上了一个台阶。2016年12月22日，在酒泉卫星发射中心，TANSAT碳卫星被成功发射。
我国发射的碳卫星的全称叫“全球二氧化碳监测科学试验卫星”，质量为620千克，在距地700千米的太阳同步轨道上运行，装有高光谱二氧化碳探测仪和多谱段云（气）溶胶探测仪，用来获取全球包括我国重点地区大气中二氧化碳浓度分布图，测量精度为1ppm～4ppm，达到了国际先进水平。
与日本的碳卫星相比，我国碳卫星的扫描宽度是20千米，是日本卫星的两倍，同时有效采样点数也比日本卫星高出10倍以上。碳卫星上专门搭载一台多谱段云（气）溶胶探测仪，这是美国的碳卫星没有的，这台仪器非常重要，可以在观测二氧化碳的同时，对大气中的气溶胶进行联合观测，主要是为了解决二氧化碳监测的噪音干扰问题。
TANSAT碳卫星的关键技术
我国的TANSAT碳卫星研发开始于2011年，其研发的核心动力，是为了打破国外的技术垄断，掌握更多的话语权，同时为应对全球气温变暖献计献策，最终做到资源共享，为全人类的福祉作出贡献。2011年，国家启动实施863计划“十二五”重大项目“全球二氧化碳监测科学试验卫星与应用示范”研究，由中科院国家空间科学中心负责工程总体组织实施，中科院微小卫星创新研究院负责卫星系统，中科院长春光学精密机械与物理研究所研制有效d荷，中国气象局国家卫星气象中心负责地面数据接收处理与二氧化碳反演验证系统的研制、建设和运行。
我国TANSAT碳卫星装载的高光谱二氧化碳探测仪有2000多个通道，光谱解析度极高。它的工作原理是，大气在太阳光照射下，二氧化碳分子会呈现光谱吸收特性，碳卫星通过精细测量二氧化碳的光谱吸收线，就可以反演出大气二氧化碳浓度。卫星每隔16天可完成一次地球二氧化碳测绘，从而能测量地面2平方千米范围内的二氧化碳浓度。
当碳卫星采集到原始数据后，通过设置在地面的应用系统，对卫星观测资料进行接收、汇集和加工处理。碳卫星观测完成的全球大气二氧化碳浓度的原始数据，将被传送汇集至中国气象局国家卫星气象中心，研究人员再将数据进行定位、光谱定标和辐射定标处理，产生高精度的高光谱分辨率辐射信号。随后，结合地面监测站的历史数据，再对信号进行反演，最终得到精度在]ppm～4ppm的全球二氧化碳浓度数据。
由于碳卫星的技术难度高，我国的科学家们几经周折，才攻克了最关键的200毫米×200毫米的大面积衍射光栅技术和光谱仪器的定标技术。其中大面积衍射光栅技术由中科院长春光机所研制成功，观测精度达到了原子级别，可以对二氧化碳的吸收光谱进行细分，能够探测2.06微米、1.6微米、0.76微米三个大气吸收光谱通道，最高分辨率达到0.04纳米，如此高的分辨率也创造了国内光谱仪器的最高纪录。
另外，TANSAT碳卫星毕竟在真空中运行，时间一长，搭载的测量设备就会因为部件老化和温度不断变化等原因，影响到测量仪器的精度，此时，必须采用定标技术对测量仪器进行精调，才能保障卫星的正常工作。而光学遥感定标技术，也是光谱仪器最终实现精度的关键技术，这种定标系统就犹如一杆秤的刻度，刻度越精准，测量精度越高。
篇10
[关键词]二氧化碳 驱油机理 发展前景
中图分类号：F407.67 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）36-0057-02
1 引言
目前世界上大部分油田采用注水开发，面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题。对此，国外近年来大力开展二氧化碳驱油，提高采收率技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发、的需求，还可以解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。该技术不仅仅适用于常规油藏，还适用于低渗、特低渗透油藏，可以明显提高原油采收率。将二氧化碳注入能量衰竭的油层，可提高油气田采收率，已成为世界许多国家石油开采业的共识。
2 二氧化碳物理化学性质及驱油技术机理
2.1 CO2的物理化学性质
（1）CO2具有良好的可压缩性和膨胀性，能有效补充地层能量保持油藏压力。在能量释放时对原油具有良好的解堵、助排、驱替和气举等作用。
（2）CO2在一定温度、压力下易溶于地层原油中，具有一定的降黏，降低界面张力作用，能改善流度比，提高油相渗透率，改善井周围地层条件等。
（3）CO2容易达到超临界状态，当温度高于临界温度31.1℃和压力高于临界压力7.38MPa状态下，CO2就处于超临界状态。此时CO2密度近于液体，而粘度近于气体，扩散系数介于气体和液体之间， 是液体的几百倍， 具有较强的溶解性。
2.2 CO2驱油技术机理
该技术不论是在开发早期的低渗透油藏开发，还是晚期的高含水油田提高采收率方面，不论是砂岩油藏，还是碳酸盐岩油藏均能应用。对于不适合采用一次采油和二次采油的油气藏也能取得比较好的效果。CO2驱油可分为非混相驱和混相驱两种驱动类型。CO2非混相驱的主要驱油机理是降低原油粘度，使原油体积膨胀，减小界面张力等。当地层及流体的性质不适合采用混相驱时，用CO2非混相驱能够大大提高驱油效率，从而达到提高采收率的目的。非混相驱适应的油藏类型主要包括：压力衰蝎的低渗透油藏，高倾角、垂向渗透率高的油藏，重油或高粘油油藏。在CO2混相驱替过程中，CO2抽提原油中的轻质成分或使其气化，从而实现混相是CO2驱最重要的提高采收率机理。当原油与CO2形成混相时，缩小了原油与CO2的粘度比，有效地减弱了CO2的粘度指进，提高了驱油效率。混相驱的驱油效率一般比非混相驱高一倍左右。CO2混相驱在浅层、深层、致密层、高渗透层、碳酸盐层、砂岩中都有过应用的实例。CO2混相驱适合开采的油藏主要有水驱效果差的低渗透油藏，水驱枯竭的砂岩油藏，接近开采经济极限的深层、轻质油藏，多盐丘油藏。
3 二氧化碳驱油因素分析
将二氧化碳从地下采出来，然后再注入油层，它与油层亲密接触后就产生四种作用。一是降低原油黏度；二是能使原油体积膨胀 10%至 40% 这样能让一部分不流动的残余油动起来。 抽油机就能让原油抽出地面了；三是可降低油水界面张力，把黏在岩壁上的原油洗下来，从而提高了采收率；四是能解堵及改善油水黏度比，这样就减弱了水窜减少了无效循环，进而提高了水驱效果。影响CO2驱油效果的因素很多。主要分为储层参数、地层流体性质以及注气方式三大类。其中，储层参数主要包括油藏的非均质性、油层厚度、渗透率性等。储层特征影响因素分析
（1）渗透率、平面非均质性影响
低渗透率可提供充分的混相条件，减少重力分离渗透率太高容易导致早期气窜，从而造成较低的驱油效率。随着非均质性的增强，采收率变小。因为非均质油藏中注入的CO2优先进入高渗透层导致当低渗透层中的原油尚未被完全驱扫时CO2已从高渗透层突入到生产井中，产生粘性指，从而使驱油效率降低，此储层岩石的非均质性越小越好，垂向横向渗透率比值Kv/Kh的影响随着Kv/Kh的增大，采收率有所下降，随着纵横向渗透率比值的增大，浮力的作用加剧，层间矛盾更加突出。
（2）流体性质影响因素分析
在油藏中由于密度差引起溶剂超覆原油而产生流动。二氧化碳气体在驱替前缘向油藏上部移动，在上部与油形成混相驱替效率较高在油藏下部，驱替效率明显比上部低随着原油密度的增大。其采收率减小、变小的主要原因为由于油气密度差越大，浮力作用越明显。二氧化碳气体越容易沿着油层的顶部流动，气体突破的时间就越短，大大降低了二氧化碳气体的体积波及系数，导致采收率下降。
（3）扩散、弥散作用
混相流体的混合作用有分子扩散、微观对流弥散、宏观弥散三种机理，随着横向扩散系数的增大，其采收率也在增大。变大的主要原因为考虑了扩散的影响，二氧化碳气体分子扩散作用对流弥散作用延迟二氧化碳的突破时间。使二氧化碳向周围迁移，减缓了二氧化碳向生产井的推进，提高了波及系数，因而可获得较高的采收率。
4.二氧化碳驱油存在的问题
（1）腐蚀作用。CO2和水反应生成的碳酸对管线、设备、井筒有较大的腐蚀性。腐蚀产物被注入流体带入地层会堵塞储层孔隙。
（2）过早气窜和较小的波及系数。CO2黏度很低，CO2混相驱过程中黏性指进较严重，加上密度差引起的重力分异，致使CO2过早突破含油带，影响驱扫效率。
（3）最小混相压力较高。如何降低最小混相压力从而实现动态混相驱替是一个重要的问题。
（4）气源不足。国内注CO2采油技术发展较晚的最根本原因是CO2气源不足，不像美国、加拿大等国在油田附近就有大的CO2气藏。
（5）投入大。注CO2技术一次性投资大，需要铺设从气源到油田的输气管线，要有大型气体压缩机注气，但一旦形成规模，生产效益还是很可观的。
5 二氧化碳驱油的发展前景
在能源紧缺和节能减排的背景下，二氧化碳驱油有着非常广阔的推广利用前景，有关部门应适时出台相应的政策扶持措施，加快这一技术的推广应用。专家表示，二氧化碳驱油不仅适用于常规油藏，尤其对低渗、特低渗透油藏，可以明显提高原油采收率。根据油田地质情况的不同，每增产1吨原油约需1至4.2吨二氧化碳，可增产油田总储量约10%的原油。二氧化碳在我国石油开采中有着巨大的应用潜力。据“中国陆上已开发油田提高采收率第二次潜力评价及发展战略研究”结果，在参与本次评价的101.36亿吨常规稀油油田的储量中，适合二氧化碳驱的原油储量约为12.3亿吨，预计利用二氧化碳驱可增加可采储量约1.6亿吨。另外，对于我国现已探明的63.2亿吨的低渗透油藏原油储量，尤其是其中50%左右尚未动用的储量，二氧化碳驱比水驱具有更明显的技术优势。但是，二氧化碳驱技术在我国尚未成为研究和应用的主导技术。可以预测，随着技术的发展和应用范围的扩大，二氧化碳将成为我国改善油田开发效果、提高原油采收率的重要资源。我国对二氧化碳驱油技术进行了大量的前期研究。例如，中国石油大庆油田利用炼油厂加氢车间的副产品――高纯度二氧化碳进行二氧化碳非混相驱矿场试验。虽然该矿场试验由于油藏的非均质性导致的气窜影响了波及效率，但总体上还是取得了降低含水率、提高原油采收率的效果。中原油田石油化工总厂建成了利用炼油废气生产液态二氧化碳的装置，其年生产能力达2万吨。这些二氧化碳将全部用于中原油田进行二氧化碳驱油，预计可提高原油采收率15%～20%，年增产原油5万多吨。20世纪80年代以后，二氧化碳驱油技术得到广泛的应用，美国是应用二氧化碳驱油研究试验最早、最广泛的国家，已成为油田提高采收率的主导技术之一。截至2008年，全世界二氧化碳驱油项目达到124个，年耗二氧化碳量2500万吨，每天产油27.4万桶，其中美国实施二氧化碳驱油项目108个，每天产油25万桶。通过大量的矿场开发和应用，二氧化碳驱油机理已经基本明确，并已形成了以二氧化碳混相驱、非混相驱和气水交替驱等为主导的二氧化碳驱油技术。
6 结论
随着工业和人类生活过程中产生的温室气体CO2排放量日益增加，人类生存的环境面临着越来越严重的威胁。将CO2气体注入油藏不仅可以提高原油采收率，解决能源不足问题，而且还能解决CO2的排放问题。随着技术的发展和应用范围的扩大，二氧化碳驱油技术将成为我国改善油田开发效果 提高原油采收率的重要手段。
参考文献
[1] 刘长宝.中小油田注CO2提高采收率方法采油的经济学.国外油田工程. 1995：15～20
[2] 杨彪，于永，李爱山.CO2驱对油藏的伤害及其保护措施.石油钻采工艺. 2004，24（4）：42～44.