新闻资讯
NEWS CENTER
25
2026
-
06
Nature: 膜内自发“调孔”，原油分离的新路径
作者：
背景
原油炼制长期依赖常压与减压蒸馏，但这一过程能耗*高、碳排放巨大，同时对化学组成相近的烃类缺乏精细分离能力。在“双碳”目标推动下，以膜技术替代或耦合传统蒸馏，成为降低炼化过程能耗与碳强度的重要方向。然而，现有膜材料在真实原油体系中普遍面临通量低、选择性不足的问题，尤其难以在高黏度、多组分条件下实现稳定、*分离。更关键的是，传统认知中，真正的分离性能往往来源于致密选择层，而支撑层通常被认为仅提供机械强度，很少被视为“主动参与分离”的功能结构。这一认知限制了膜材料设计的思路。
创新
近日，韩国科学技术院Jae Woo Lee、Dong-Yeun Koh教授团队联合美国佐治亚理工学院Ryan Lively教授提出并验证了一种出乎意料的机制：普通多孔聚丙烯腈（PAN）支撑膜本身即可实现原油分子级分离。在实际运行过程中，原油中的重质组分（尤其是正构烷烃）会在膜表面及孔道内发生动态沉积，使原本约15 nm的介孔逐渐收缩至亚2 nm尺度，从而形成稳定的“原位构建”纳米筛分通道。这种自发形成的孔径调控具有“自限性”，即孔道一旦达到适宜尺寸后趋于稳定，实现持续的选择性分离。基于这一机制，膜在横向流动条件下实现了高达0.59 L·m⁻²·h⁻¹·bar⁻¹的原油通量（较以往提升超过20倍），并显著富集轻质馏分（如石脑油和煤油）。同时，系统可稳定运行超过4周，表现出良好的工业适用潜力。
意义
这项研究从根本上改变了对膜分离机理的理解：分离性能不再完全依赖预设计结构，而可以通过运行过程中的“自适应结构演化”实现。从应用角度看，该策略为原油预分馏提供了一种低能耗替代路径。过程模拟显示，相比传统蒸馏，可降低约30%以上能耗和近40%的碳排放，为炼化行业的绿色转型提供了现实可行的技术方案。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/JGeMnQ8rVT0f2KEF1zCJVw
相关新闻
