Separar el petróleo crudo en productos como gasolina, diesel y aceite de calefacción es un proceso relacionado con la energía, que es aproximadamente el 6 % del socio del mundo.2 La mayor parte de esta energía entra en el calor para separar los ingredientes de su ubicación de ebullición.
En este desarrollo, que puede reducir drásticamente la cantidad de energía necesaria para la fracción de petróleo crudo, los ingenieros del MIT han desarrollado una membrana que filtra los componentes del petróleo crudo con su tamaño molecular.
“Esta es una nueva forma de imaginar el proceso de separación”, dice Zachary P. Smith, profesor asociado de ingeniería química en el MIT. En lugar de hervir mezclas para purificarlas, no separan los componentes sobre la base de la forma y el tamaño que no se divierten mucho. Según Zachary P. Smith, profesor asociado de ingeniería y autor principal del nuevo estudio.
La nueva membrana de filtración puede separar efectivamente los ingredientes pesados y ligeros del aceite, y es resistente a la hinchazón que se acompaña de otros tipos de separación de aceite. La membrana es una película delgada que se puede fabricar utilizando una técnica que ya está ampliamente utilizada en el proceso industrial, que puede ampliarse para un uso generalizado.
El ex MIT Postdodok, ahora profesor asistente en la Universidad Sangkinkovan en Corea del Sur, es el principal autor de la disertación, que aparecerá hoy. Ciencia.
Fracción de petróleo
Los procesos parcialmente al calor se realizan aproximadamente el 1 % del uso de energía global para lograr el petróleo crudo, y se estima que el uso de membranas para la separación de petróleo crudo puede reducir la cantidad de energía a aproximadamente el 90 %. Es exitoso, la membrana de la separación debe permitirse pasar el carbono de hidrógeno más rápido, y los diferentes tamaños de compuestos deben seleccionarse.
Hasta ahora, la mayoría de los esfuerzos para producir membrana de filtración para hidrocarburos se han centrado en el polímero de microporosidad interna (PIMS), conocido como PIM-1. Aunque este material inseguro permite un rápido transporte de hidrocarburo, absorbe algunos compuestos orgánicos que pasan a través de la membrana, lo que causa hinchazón en la película, lo que afecta su capacidad para eliminar su tamaño.
Para venir con una mejor alternativa, el equipo del MIT decidió intentar editar el polímero, que se utiliza para la delysis de agua de OSMOS inversa. Desde su adopción en la década de 1970, las membranas de ósmosis inversa han reducido el consumo de energía en aproximadamente un 90 %, una notable historia de éxito industrial.
La membrana más utilizada para la limpieza de agua es un polimida que se fabrica utilizando el método de polimerización interfaceal. Durante este proceso, la interfaz entre el agua y el solvente orgánico como Hexis se realiza en una película de polímero delgado. El agua y las hexinas generalmente no se mezclan, pero en la interfaz entre ellos, una pequeña cantidad de compuestos disueltos en ellas puede reaccionar entre sí.
En este caso, un monómero hidroelico llamado MPD, que se disuelve en agua, reacciona con un monómero hidrofóbico llamado TMC, que se disuelve en el Haxion. Los dos monómeros se han unido con una conexión, conocida como el enlace ácido, que se forma en la interfaz de agua de agua para la película delgada de polimida (llamada MPD-TMC).
Aunque la descarga de agua es altamente efectiva, MPD-TMC no tiene el tamaño correcto y la resistencia a la resistencia hinchada que le permite separar el hidro carbono.
Para separar el material para separar el hidrocarburo que se encuentra en el petróleo crudo, los investigadores reemplazaron primero el enlace y editaron la película, que conecta monómeros con un enlace amina con un enlace aminalmente. Este vínculo es más riguroso e hidrovaltante, lo que permite que el hidro carbono avance en la membrana sin causar una inflamación significativa de la película que la contraparte de polimida.
“La polimina se forma en la interfaz en el material, y debido a la química vinculada con cruz que hemos agregado, ahora tiene algo que no está hinchado”, dice Smith. “Usted lo hace en la fase de aceite, reacciona a la interfaz de agua y con enlaces cruzados, ahora es dinámico.
Los investigadores también introdujeron un monómero llamado Trape Tesin. Este formato de forma permanente, las moléculas seleccionadas moleculares ayudan a los polímeros a formar los agujeros que son el tamaño correcto para adaptarse al hidrocarburo.
Separación efectiva
Cuando los investigadores usaron una nueva membrana para filtrar la mezcla de herramientas y benceno de trazaprotepel (TIPB) como un punto de referencia para evaluar el rendimiento de la separación, logró lograr la concentración de toloina 20 veces más que su concentración en el compuesto original. También probaron los compuestos de membrana relacionados con la industria, que incluye Naftha, queroseno y diesel, y descubrieron que puede separar efectivamente los compuestos pesados y ligeros a través de su tamaño molecular.
Los investigadores dicen que si el uso industrial es adaptable, se puede usar una serie de estos filtros en cada paso para producir una alta concentración de los productos requeridos.
“Puede imaginar que con tal membrana, puede tener una etapa temprana que reemplace una columna de fragmentación de petróleo crudo. Puede distribuir moléculas pesadas y ligeras y luego puede usar diferentes membranas en los brazos para que pueda separar los productos químicos que necesita”.
El uso de la polimerización de la interfaz ya se usa ampliamente para producir membranas para la descarga de agua, y los investigadores creen que estos procesos deben ser posibles para hacer que las películas se produzcan en este estudio ampliamente.
“La principal ventaja de la polimerización de la interfaz es que ya es una forma establecida de preparar membranas para la purificación de agua, por lo que puede imaginar que estos químicos adopten solo la escala actual de las líneas de fabricación”, dice Lee.
Exxon Mobil proporcionó parcialmente esta investigación a través de la iniciativa de energía MIT.
