Китайські науковці заявили про розробку нового способу переробки сирої нафти, який, за їхніми оцінками, здатен приблизно на 90% зменшити споживання енергії на одному з найбільш енерговитратних етапів роботи НПЗ.
Про це пише South China Morning Post.
Якщо технологію вдасться масштабувати для промислового використання, вона може не лише знизити виробничі витрати та обсяги викидів, а й зробити розділення нафтової сировини точнішим і підвищити цінність продукції, яку отримують у результаті переробки.
Сиру нафту не можна безпосередньо використовувати для виробництва бензину, пластмас та іншої продукції. Спочатку її необхідно розділити на окремі компоненти. Традиційно нафтопереробні підприємства роблять це за допомогою дистиляції — сировину багаторазово нагрівають, випаровують і конденсують, орієнтуючись на відмінності в температурах кипіння різних речовин. Такий підхід потребує значної кількості енергії та не завжди забезпечує достатню точність розділення.
Запропонована китайськими дослідниками технологія працює на молекулярному рівні. Її суть полягає у використанні спеціальних мембран, які розподіляють молекули сирої нафти та спрямовують їх до відповідних виробничих процесів. У Даляньському інституті хімічної фізики цей підхід називають "молекулярним очищенням".
Основою технології є мембрани з металоорганічних каркасів. Вони працюють за принципом надзвичайно точного молекулярного сита: їхні пори та поверхневі властивості можна налаштовувати для розділення різних сполук. Дослідники застосовують так зване каскадне мембранне розділення, під час якого молекули відокремлюються у кілька послідовних етапів.
На першій стадії мембрана сортує речовини передусім за розміром. Різниця між близькими за властивостями молекулами становить приблизно 0,1 нанометра. Завдяки цьому вдається відокремлювати менші прямоланцюгові та однорозгалужені алкани, які можуть використовуватися для виробництва етилену.
На наступному етапі розділення стає складнішим, оскільки розміри молекул відрізняються менш ніж на 0,01 нанометра. Тут застосовується інша мембрана, поверхня якої має спеціальні хімічні властивості. Вона дає змогу відокремлювати ароматичні сполуки від багаторозгалужених алканів і циклоалканів. Ароматичні сполуки використовують як важливу сировину для виготовлення пластмас, смол і синтетичних волокон, тоді як інші компоненти можуть бути спрямовані на виробництво бензину.
Для налаштування мембран під різні завдання дослідники використали метод мікротравлення дубильною кислотою. Він дає змогу змінювати розмір пор і хімічні характеристики поверхні мембран, адаптуючи їх до необхідного рівня молекулярного сортування.
За даними South China Morning Post, саме відмова від традиційного багаторазового нагрівання сировини є ключовою причиною потенційного скорочення енергоспоживання. Водночас практичне впровадження технології у промислових масштабах ще має показати, наскільки заявлені показники можна буде відтворити в умовах реальних нафтопереробних підприємств.
