原油结垢膜分离技术

韩国科学技术院（KAIST）与美国佐治亚理工学院的研究团队开发出一种聚丙烯腈（PAN）膜，可在室温下对真实原油进行预分离。 与传统蒸馏先将原油加热至350摄氏度以上再冷凝分馏不同，这种方法不需要先加热原油，目标是先滤出部分较轻组分，再交由现有蒸馏流程处理。 这项技术的关键在于反常利用“膜污染”。 研究人员让原油流过常用于工业过滤系统的多孔PAN膜，原油中的重质烃逐渐沉积在孔壁上，将最初约15纳米的孔道收窄至不足2纳米，形成能筛分分子的通道。 石脑油、汽油和煤油等较轻组分更容易通过，较重组分则被截留；

当沉积达到稳定后，分离通道也能保持稳定。 研究团队使用由HD Hyundai Oilbank提供的真实原油进行测试。 在切向流实验中，PAN膜的原油渗透率最高达到每平方米每小时每巴0.591升，超过此前报道基准的23倍； 选择性分离性能连续维持了四周。 研究人员还通过流程模拟评估，将膜预处理加入传统常压蒸馏前后进行比较，结果显示能耗可能减少31.6%，二氧化碳排放减少37.6%，冷却水用量减少20.7%，年度化运营总成本估算下降36%。 成本分析假设膜单价为每平方米10美元。

若在韩国炼油和石化行业全面采用，研究团队估算每年可减少约1000万吨温室气体排放，相当于约400万辆燃油车的排放量。 这些节能、减排和成本数字来自流程模拟与估算，并非商业炼油厂现场运行结果。 该膜目前展示的是蒸馏前的预分离，研究人员仍需推进大面积膜组件、长期可靠性和规模化运行验证； 若实现应用，现有炼厂或可将其作为模块化过滤单元接入，无须彻底更换蒸馏设备。 团队还提出将来探索废塑料热解油净化、电池制造溶剂回收、生物燃料提纯和药品纯化等用途，但这些仍属于潜在应用。