«Это совершенно новый способ взглянуть на процесс разделения», — говорит Закари П. Смит, доцент кафедры химической инженерии Массачусетского технологического института. Он подчеркивает потенциал разделения компонентов по форме и размеру, а не путем кипячения.
В результате новаторской разработки инженеры Массачусетского технологического института в США создали мембрану, способную фильтровать компоненты сырой нефти по молекулярному размеру. Эта инновация, представленная в журнале Science, обещает значительное сокращение энергоемкого процесса фракционирования сырой нефти, на который в настоящее время приходится около 6% глобальных выбросов CO2.
Новая мембрана эффективно разделяет тяжелые и легкие компоненты нефти и устойчива к набуханию, что является распространенной проблемой других мембран для разделения нефти. Она изготовлена в виде тонкой пленки и может быть произведена с использованием существующих промышленных технологий, что открывает путь к широкому внедрению.
Традиционное фракционирование нефти с использованием тепла потребляет около 1% мировой энергии. Использование мембран может сократить потребление энергии примерно на 90%. Команда MIT модифицировала полимеры, используемые в опреснении воды методом обратного осмоса, чтобы добиться этого, адаптировав их для разделения углеводородов.
В модифицированной мембране используется иминовая связь, более жесткая и гидрофобная, чем амидная связь в мембранах для опреснения воды. Это позволяет углеводородам быстро проходить через нее, не вызывая набухания. Введение триптицена дополнительно уточняет размер пор для прохождения углеводородов.
Эндрю Ливингстон, профессор химической инженерии в Лондонском университете королевы Марии, называет это «важным шагом на пути к сокращению промышленного энергопотребления». Он подчеркивает инновационное применение межфазной полимеризации к углеводородному сырью.
В ходе испытаний мембрана обеспечила 20-кратное увеличение концентрации толуола по сравнению с исходной смесью. Она также эффективно разделяла нафту, керосин и дизельное топливо по молекулярному размеру. Исследователи видят каскад этих фильтров для очистки сложных смесей и выделения желаемых химических веществ.
Тэхун Ли, бывший постдок MIT, отмечает, что межфазная полимеризация уже используется для мембран для опреснения воды. Это делает адаптацию существующих производственных линий для массового производства возможной, что потенциально может революционизировать переработку сырой нефти.