«Це абсолютно новий спосіб уявити процес розділення», — каже Закарі П. Сміт, доцент кафедри хімічної інженерії в MIT. Він підкреслює потенціал розділення компонентів на основі форми та розміру, а не кип’ятіння.
У новаторській розробці інженери MIT у США створили мембрану, здатну фільтрувати компоненти сирої нафти за молекулярним розміром. Ця інновація, представлена в Science, обіцяє значне скорочення енергоємного процесу фракціонування сирої нафти, на який зараз припадає близько 6% глобальних викидів CO2.
Нова мембрана ефективно розділяє важкі та легкі нафтові компоненти та стійка до набухання, що є поширеною проблемою з іншими мембранами для розділення нафти. Виготовлена у вигляді тонкої плівки, її можна виробляти за допомогою існуючих промислових технологій, що відкриває шлях до широкого впровадження.
Традиційне фракціонування нафти з використанням тепла споживає близько 1% світової енергії. Використання мембран може скоротити споживання енергії приблизно на 90%. Команда MIT модифікувала полімери, які використовуються в зворотноосмотичному опрісненні води, щоб досягти цього, адаптувавши їх для розділення вуглеводнів.
Модифікована мембрана використовує імінний зв’язок, більш жорсткий і гідрофобний, ніж амідний зв’язок у мембранах для опріснення води. Це дозволяє вуглеводням швидко проходити, не викликаючи набухання. Введення триптицену додатково покращує розмір пор для проходження вуглеводнів.
Ендрю Лівінгстон, професор хімічної інженерії в Лондонському університеті королеви Марії, називає це «важливим кроком до зменшення промислового споживання енергії». Він наголошує на інноваційному застосуванні міжфазної полімеризації до вуглеводневої сировини.
Під час випробувань мембрана досягла 20-кратного збільшення концентрації толуолу порівняно з початковою сумішшю. Вона також ефективно розділяла нафту, гас і дизельне паливо за молекулярним розміром. Дослідники передбачають каскад цих фільтрів для очищення складних сумішей і виділення бажаних хімічних речовин.
Таехун Лі, колишній постдок MIT, зазначає, що міжфазна полімеризація вже використовується для мембран для опріснення води. Це робить адаптацію існуючих виробничих ліній для масового виробництва можливою, що потенційно може революціонізувати переробку сирої нафти.