科学家开发出可在室温下分离原油的膜——ScienceDaily

韩国韩国科学技术院（KAIST）的研究人员与佐治亚理工学院的团队共同展示了一种能够在室温下分离原油的膜。据ScienceDaily报道，他们为此使用了一种低成本的多孔聚丙烯腈（PAN）膜。研究结果发表在《自然》期刊上。

传统上，炼油厂采用蒸馏法：将石油加热至350 °C以上，使其组分蒸发，然后冷却蒸气以获得不同馏分。根据报道中引用的估计，全球原油蒸馏每年消耗约1100太瓦时能源。

原油自行缩窄孔隙

当原油穿过PAN膜的孔隙时，较重的碳氢化合物分子会积聚在孔隙内壁上。这使开口变窄，并形成宽度不足2纳米的通道。较轻的馏分，包括石脑油、汽油和煤油，能更快地通过这些通道，而较重的组分则被更有效地截留。

通常，这种物质在孔隙中的积聚被称为膜污染，被视为过滤过程中的问题。但在这一情况下，它成为分子分离的机制。未涂覆的PAN膜显示，其原油渗透速率约为此前用于该任务的领先膜的23倍，并稳定运行了28天。

更多最新消息请关注 UA.News Telegram 频道 Telegram.

预计降低成本

研究作者提出，将膜安装在现有蒸馏设备之前，而不是完全替换炼油厂基础设施。计算机建模显示，这种整合可将能源消耗降低31.6%，二氧化碳排放降低37.6%，冷却水消耗降低20.7%，运营成本降低36%。

这些指标是建模结果，而不是工业设施已实现减排的数据。科学家还估计，若该技术在韩国炼油和石化行业得到广泛部署，每年可避免约1000万吨温室气体排放。

该团队使用HD Hyundai Oilbank提供的真实原油测试了这种膜。下一步，研究人员计划改进大型膜组件的生产，并测试其在更长时间运行中的可靠性。潜在应用方向包括净化塑料废弃物处理过程中获得的热解油、回收用于电池生产的溶剂、净化药物化合物以及生产生物燃料。