在当今全球能源转型的背景下,石油精炼行业正从传统的以燃料为中心的运营模式向可持续的化工生产范式转变。然而,这一工业转型面临着关键的能源和效率限制。传统的精炼过程,尤其是能源密集型的蒸馏过程,占据了全球工业能源消耗的一半,并产生了大量的二氧化碳排放。因此,开发一种高效、可持续的烃类分离技术对于减少能源消耗和碳排放具有重要意义。
针对上述问题,beat365正版唯一官方网站张庚武教授与阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)Niveen M. Khashab教授、浦项科技大学Kimoon Kim教授等人合作提出了一种利用CB[7]水溶液进行分子筛分的策略,实现了从原油中直接提取环己烷(CH)。该研究以“Selective and sustainable separation of hydrocarbons from crude oil via molecular sieve”为题,发表在《Nature Sustainability》期刊上。

图1 原油分离
传统方法主要包括多步蒸馏(a)和膜分离(b),这些方法虽然能够初步分离轻质烃类,但由于原油成分复杂,难以实现特定烃类的高效分离,且能耗较高。相比之下,本研究提出的液-液萃取方法(c)利用CB[7]水溶液直接从原油中分离环己烷(CH)。CB[7]凭借其独特的形状和尺寸选择性,能够高效结合环己烷,实现高纯度分离(图1)。这一方法不仅操作简单,且在室温和常压下即可完成,显著降低了能源消耗,为原油中高价值烃类的可持续分离提供了一种创新且高效的解决方案。实验表明,通过单次萃取,从苯/环己烷混合物中分离得到的环己烷纯度超过99.6%,而从82.5%环己烷原油馏分中分离得到的环己烷纯度达到99.1%。这些结果显著优于传统工业方法,如直接蒸馏和萃取蒸馏。此外,与当前工业生产环己烷的两种主要方法(苯加氢和原油蒸馏)相比,该技术直接从原油中分离出99%纯度的环己烷,能源节省达到43.0%到75.7%。这表明,CB[7]筛分技术不仅在分离效率上具有显著优势,还在能源消耗方面表现出巨大的节能潜力,为工业上可持续的烃类分离提供了一种高效、环保的新途径。
本研究通过引入CB[7]的筛分策略,为从原油中高效、可持续地分离高价值烃类提供了一种新的方法。该方法不仅在实验室中取得了显著的分离效果,还在工业样品中展示了其实际应用潜力。通过实现高纯度环己烷的直接提取和显著的能源节省,该研究为石油化工行业的可持续发展提供了新的思路。未来的工作将集中在扩大CB[7]合成的规模、优化溶剂回收系统,并探索将该技术应用于其他高价值烃类的分离,以进一步推动原油的可持续利用。