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

ExxonMobil公司和喬治亞理工(Georgia Tech)學(xué)院的科學(xué)家開發(fā)了一種新技術(shù)，可以顯著減少與塑料制造相關(guān)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(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，全球每年工業(yè)二氧化碳排放量可減少4.5 Mt，相當(dāng)于500萬戶美國(guó)家庭每年與能源有關(guān)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(fù)雜的烴類混合物中分離對(duì)二甲苯。

目前各國(guó)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(dāng)于20個(gè)平均規(guī)模的發(fā)電廠。研究證明，對(duì)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(shí)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(tuán)隊(duì)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(jī)溶劑逆向滲透工藝中，將芳烴化合物擠壓通過膜分離出對(duì)二甲苯。由ExxonMobil-Georgia Tech團(tuán)隊(duì)開發(fā)的碳基膜的能效大約為當(dāng)前最先進(jìn)膜分離技術(shù)的50倍。因?yàn)樾碌哪な怯晒I(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(xué)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(dāng)于熱驅(qū)動(dòng)過程耗能的一小部分。新的有機(jī)溶劑逆向滲透方法被認(rèn)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(shù)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(cè)試，因?yàn)楣I(yè)混合物通常包含多種有機(jī)化合物，并且可能包括會(huì)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(zhǎng)期使用。

[張偉清摘譯自Focus on Catalysts，2016-10-01]