Çinli bilim insanları, petrol işleme alanında en eski ilkelerden birinin yeniden yazılmaya çalışıldığı izlenimi veren bir teknolojiyi gösterdi. Petrol bileşenleri gelenekte olduğu gibi defalarca ısıtılıp buharlaştırılıp yoğunlaştırılmak yerine, araştırmacılar bunları moleküllerin boyutundaki ve kimyasal özelliklerindeki en küçük farkları ayırt edebilen son derece hassas membranlardan geçiriyor. Laboratuvar denemelerindeki sonuç etkileyici oldu; geleneksel damıtıma kıyasla enerji tüketiminde yaklaşık yüzde 91 azalma hesaplandı. Gelişmeden Mediafax haber verdi ve araştırma National Science Review dergisinde yayımlandı.
Yerine büyük ısı - moleküler elek. Petrol fraksiyonlarının geleneksel ayrımı büyük ölçüde kaynama sıcaklıklarındaki farklara dayanıyor. Bu da uzun süreli ısıtma, buharlaştırma ve yoğunlaştırma anlamına geliyor; bu süreçler çok büyük miktarda enerji tüketiyor.
Çin Bilimler Akademisi'ne bağlı Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü'nden bir ekip farklı bir yaklaşım öneriyor; buna "moleküler rafinasyon" adı veriliyor. Bilim insanları, gözenekleri ve yüzey özellikleri hassas şekilde ayarlanabilen CuBTC metal-organik yapıya dayalı bir membran kaskadı geliştirdi.
İlk aşama molekülleri temel olarak boyutlarına göre ayırıyor, sonraki aşama ise kimyasal özelliklerindeki farkları kullanıyor. Görev son derece karmaşık; ayrılması gereken maddelerin bir kısmında farklar yalnızca 0,01 ile 0,03 nanometre arasında.
Teknoloji, 15 farklı hidrokarbon içeren simüle edilmiş hafif nafta karışımı üzerinde test edildi. Bu açıklama önemli; deney, çalışan bir rafineride ham petrolün doğrudan işlenmesini değil, önemli bir hafif petrol fraksiyonunun hassas ayrımını temsil ediyor.
Membran sistemi karışımı üç farklı amaçlı akışa ayırmayı başardı; etilen üretimi için hammadde, kimyasal ara ürünler ve benzin karışımı için bileşenler. Üç grupta da yaklaşık yüzde 85 ile 90 arasında geri kazanım sağlandı.
İşte en etkileyici sayı burada geliyor. Süreci modelleyen bilim insanları, membran kaskadının geleneksel damıtıma kıyasla karşılaştırılabilir bir geri kazanım hedefinde yaklaşık yüzde 91 daha az enerji kullanabileceğini hesapladı.
Büyük soru işareti ölçek. Teknoloji endüstriyel miktarlarda çalışırsa sonuçları önemli olabilir. Isıtma ihtiyacının azalması sadece enerji tüketiminin düşmesi anlamına gelmiyor, aynı zamanda potansiyel olarak daha düşük üretim maliyetleri ve ilişkili emisyonlar da demek.
Ama başarılı bir laboratuvar ile devasa bir petrol rafinerisi arasında ciddi bir teknolojik uçurum var. Sonuçlar henüz bu tür membranların ucuz üretilebileceğini, yeterli miktarda üretilebileceğini ve sürekli endüstriyel çalışma için gerekli dayanıklılığa sahip olabileceğini kanıtlamıyor. Yazarlar geliştirmeyi, karmaşık petrol karışımlarının daha enerji verimli ayrılması için bir temel olarak sunuyor, bugünkü rafinerilerin hazır bir yerine geçeni olarak değil.
İşte bu yüzden keşif aynı anda etkileyici ve hâlâ deneysel. Ölçek testini başarıyla geçerse "moleküler rafinasyon" petrol endüstrisindeki en enerji yoğun işlemlerden birini değiştirebilir. Şimdilik yüzde 91'lik azalma, çalışan bir endüstriyel rafineriden değil, laboratuvar süreci ve mühendislik modellemesinden elde edilen bir sonuç.
