每天,来自世界各地的炼油厂要分离约 1 亿桶原油。通过蒸馏工艺,这些原油被分离成汽油、煤油等,再经过进一步加工,进入我们的生活。但是,原油蒸馏十分耗能,有没有低能耗、低排放的技术可以代替呢?
膜分离技术或许是一个可行的方案。这种技术就像使用一个精密的筛子,通过半透膜,筛分混合物中性质不同的组分。与蒸馏相比,膜分离技术可以显著地节约能量,目前已用于淡化海水、净化天然气等方面。
在最近《科学》的一篇论文中,研究者利用钯催化的 Buchwald-Hartwig 偶联反应,合成了螺二芴芳基二胺聚合物(SBAD)膜。这种膜具有微孔性质,可以根据分子的大小和极性等性质,分离混合物中的不同组分;并且,由于聚合物膜的分子结构复杂,本来可以自由转动的碳-氮键受到了其他基团的阻碍,膜结构更加稳定,浸入溶剂后体积变化也不大。
用SBAD聚合物膜在130℃,5.5MPa条件下分离页岩原油。在研究中,SBAD 聚合物膜在 130℃、5.5MPa 的条件下,高效地分离了页岩原油中不同碳数的组分。并且,如果改变SBAD聚合物膜的组成成分,膜的分离性能就可以被改变,从而适用于分离各种复杂的原油成分。
这种膜分离技术能够大幅减少能耗,减少温室气体排放,在原油工业具有很高的应用价值。当然,跟你我最直接相关的是,如果原油产业成本降低,汽油等一系列来自于原油的产品,说不定就能降价啦!