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ExxonMobil公司與喬治亞理工學院的塑料生產(chǎn)技術可大幅削減成本和排放

ExxonMobil公司和喬治亞理工(Georgia Tech)學院的科學家開發(fā)了一種新技術，可以顯著減少與塑料制造相關的能源及排放的數(shù)量。研究結(jié)果發(fā)表于2016年8月18日的《Science》雜志上。如果該技術實現(xiàn)工業(yè)應用，全球每年工業(yè)二氧化碳排放量可減少4.5 Mt，相當于500萬戶美國家庭每年與能源有關的二氧化碳排放量，還可以將全球用于制造塑料的能源成本降低20億美元a。新工藝采用了一種逆向滲透結(jié)構(gòu)的分子水平過濾器，從復雜的烴類混合物中分離對二甲苯。

目前各國工業(yè)上分離這些分子都要依靠能量和熱量，全球用常規(guī)方法分離芳烴化合物的能耗大約相當于20個平均規(guī)模的發(fā)電廠。研究證明，對二甲苯可以通過擠壓穿過高科技分子篩膜(類似于具有微孔的過濾器)從芳烴化合物中分離出來。工業(yè)上實施的分離方法包括能量密集的結(jié)晶或吸附加蒸餾法。

ExxonMobil-Georgia Tech團隊首先開發(fā)了一種新的碳基膜，可以分離小至納米的分子。然后將膜結(jié)合到新的有機溶劑逆向滲透工藝中，將芳烴化合物擠壓通過膜分離出對二甲苯。由ExxonMobil-Georgia Tech團隊開發(fā)的碳基膜的能效大約為當前最先進膜分離技術的50倍。因為新的膜是由工業(yè)化的聚合物制成，ExxonMobil公司相信它具有商業(yè)化和集成到工業(yè)化學分離過程中的潛力。逆向滲透膜已被廣泛用于海水脫鹽，消耗的能量只相當于熱驅(qū)動過程耗能的一小部分。新的有機溶劑逆向滲透方法被認為是首次將逆向滲透與碳膜結(jié)合用于分離液體烴。該技術在商業(yè)化和工業(yè)規(guī)模使用之前仍面臨挑戰(zhàn)，所用的膜需要在更具挑戰(zhàn)性的條件下測試，因為工業(yè)混合物通常包含多種有機化合物，并且可能包括會污染膜系統(tǒng)的原料。研究人員還需要研究保持制造膜的原料性質(zhì)穩(wěn)定，并證明膜可以承受工業(yè)上的長期使用。

[張偉清摘譯自Focus on Catalysts，2016-10-01]