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MIT团队受海水淡化膜启发,创新膜分馏技术大幅降低原油处理能耗90%

作者:admin 点击:119次 发布时间:2025-08-19

全球原油分馏过程产生的二氧化碳排放占全球总量的6%。这一工艺通过沸点差异将原油分离为汽油、柴油等产品,需要消耗大量能量。近日,麻省理工学院(MIT)工程师开发出一种新型过滤膜,可根据分子大小分离原油成分,有望大幅降低分馏能耗。相关研究发表在《Science》期刊,部分经费由埃克森美孚通过MIT能源计划资助。

MIT化学工程系副教授Zachary Smith表示:"我们不再依赖沸点差异,而是基于分子形状和尺寸实现分离。关键在于这种膜能在原子尺度精确筛分微小分子。"该技术具有三大优势:有效分离重质和轻质成分;克服传统膜易溶胀的缺陷;采用成熟工艺制备,便于快速规模化应用。

论文第一作者Taehoon Lee指出,该技术可能重塑价值数千亿美元的石油精炼行业。若全面替代传统热分馏工艺,全球炼油行业年减排量可达数亿吨级。

传统热分馏约占全球能源消耗的1%。膜分离技术有望将能源需求降低90%。此前研究主要聚焦固有微孔聚合物(PIMs),但存在溶胀问题。MIT团队创新性地改造了反渗透海水淡化膜材料,通过三大技术突破: 1. 将酰胺键替换为刚性更强的亚胺键 2. 引入交联结构保持孔隙稳定 3. 添加三蝶烯单体精确调控孔径

未参与研究的Andrew Livingston教授评价称:"这项研究将膜脱盐技术创造性应用于碳氢化合物分离,实现了兼具高渗透率和优异选择性的新型材料。"

在测试中,新型膜使甲苯浓度提升至原始混合物的20倍。在石脑油-煤油-柴油混合体系中也展现出高效分离能力。研究人员设想,可通过串联多组过滤膜逐步提纯目标产物。

由于采用成熟的界面聚合法,该技术有望快速实现规模化生产。Lee表示:"完全可将相关化学工艺应用于现有生产线。"

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