两篇《科学》论文报告膜分离技术可替代蒸馏实现原油组分高效分离
B910化工消息：6月26日消息，据《化学与工程新闻》报道，两项同期发表于《科学》的研究分别报告了膜分离技术在原油炼制中的突破性进展，挑战了依赖高能耗蒸馏的传统炼厂工艺。两项研究采用了不同的膜材料策略，但都展示了通过简单过滤分离石油组分的可行性。
第一项研究由沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）化学教授赖志平团队完成，采用共价有机框架（COF）膜——一类孔径和化学性质可调的结晶多孔聚合物。该膜经烷基连接体处理后，使脂肪族化合物（线性或支链有机分子）更易与膜相互作用并穿过孔道，而芳香族分子（环状结构）则因形状和相互作用受阻。透过膜的液体富含脂肪族组分，纯度超过95%，截留部分富含芳香族化合物（DOI: 10.1126/science.aea0869）。
第二项研究采用本征微孔聚合物（PIM）材料。这类材料因刚性、扭曲的主链而具有亚纳米孔道。研究作者、伦敦玛丽女王大学化学工程师Andrew Livingston将其比作包装好的螺旋粉——扭曲的形状留下大量间隙。但孔道在溶剂存在下会膨胀松弛，研究者通过添加交联剂固定孔径，开发出名为锁定本征微孔聚合物（PLIM）的材料。PLIM膜可分离出99.8%的重质烃（碳原子数大于15）和93%的含硫化合物（DOI: 10.1126/science.aed1111）。
原油是极其复杂的原料，传统炼厂通过选择性沸腾分离组分，是工业界最耗能的单元操作之一。膜分离若实现工业化，可显著降低炼厂能耗和碳排放。Livingston团队即将开始使用膜级联获取不止一种物料馏分；赖志平团队也认为这只是第一步——正如传统炼制采用多步分离，膜法炼厂同样需要多种定制膜以更高精度生产不同产品切割馏分。
不过，长期抗污染性和膜耐久性仍需进一步研究，在结晶度、孔道取向和化学性质方面的优化对提升选择性至关重要。孟买化工技术研究所材料科学家Neetu Jha（未参与研究）指出，下一步是将实验室成果转化为中试规模示范，并最终实现工业集成。这一技术路线若成熟，将对全球炼化行业的能效结构和碳足迹产生深远影响，尤其利好那些寻求脱碳但受限于蒸馏能耗的大型综合炼厂。 （来源：C&EN）
第一项研究由沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）化学教授赖志平团队完成，采用共价有机框架（COF）膜——一类孔径和化学性质可调的结晶多孔聚合物。该膜经烷基连接体处理后，使脂肪族化合物（线性或支链有机分子）更易与膜相互作用并穿过孔道，而芳香族分子（环状结构）则因形状和相互作用受阻。透过膜的液体富含脂肪族组分，纯度超过95%，截留部分富含芳香族化合物（DOI: 10.1126/science.aea0869）。
第二项研究采用本征微孔聚合物（PIM）材料。这类材料因刚性、扭曲的主链而具有亚纳米孔道。研究作者、伦敦玛丽女王大学化学工程师Andrew Livingston将其比作包装好的螺旋粉——扭曲的形状留下大量间隙。但孔道在溶剂存在下会膨胀松弛，研究者通过添加交联剂固定孔径，开发出名为锁定本征微孔聚合物（PLIM）的材料。PLIM膜可分离出99.8%的重质烃（碳原子数大于15）和93%的含硫化合物（DOI: 10.1126/science.aed1111）。
原油是极其复杂的原料，传统炼厂通过选择性沸腾分离组分，是工业界最耗能的单元操作之一。膜分离若实现工业化，可显著降低炼厂能耗和碳排放。Livingston团队即将开始使用膜级联获取不止一种物料馏分；赖志平团队也认为这只是第一步——正如传统炼制采用多步分离，膜法炼厂同样需要多种定制膜以更高精度生产不同产品切割馏分。
不过，长期抗污染性和膜耐久性仍需进一步研究，在结晶度、孔道取向和化学性质方面的优化对提升选择性至关重要。孟买化工技术研究所材料科学家Neetu Jha（未参与研究）指出，下一步是将实验室成果转化为中试规模示范，并最终实现工业集成。这一技术路线若成熟，将对全球炼化行业的能效结构和碳足迹产生深远影响，尤其利好那些寻求脱碳但受限于蒸馏能耗的大型综合炼厂。 （来源：C&EN）
