Rafinerie mogą przestać kopcić. Branżę paliwową czeka rewolucja

Technologiczny przełom w ekologicznym przetwarzaniu ropy

Gotowanie i przemysł naftowy mają więcej wspólnego, niż się wydaje. Aby uzyskać takie produkty jak benzyna, olej napędowy czy nafta, ropa musi zostać podgrzana do bardzo wysokich temperatur. Proces ten, znany jako destylacja frakcyjna, pochłania ogromne ilości energii i powoduje emisję dużych ilości gazów cieplarnianych. Dlatego naukowcy szukają sposobów na bardziej ekologiczne przetwarzanie ropy. Okazuje się, że go znaleźli.

Zespół badaczy z Massachusetts Institute of Technology zaproponował inne rozwiązanie. Membranę, która działa jak molekularny filtr. Nie trzeba już podgrzewać ropy do kilkuset stopni. Wystarczy przepuścić ją przez cienką warstwę specjalnego materiału, a membrana sama oddzieli potrzebne składniki. 

„To zupełnie nowe podejście do procesu separacji ropy. Zamiast gotować mieszaniny w celu ich oczyszczenia, dlaczego nie rozdzielić składników na podstawie kształtu i wielkości?” – mówi prof. Zachary P. Smith, główny autor badania w rozmowie z portalem MIT News. 

Nowatorska membrana robi dokładnie to. Oddziela cząsteczki według ich rozmiaru. Co ważne, to obecne metody przetwarzania ropy opierają się głównie na wysokich temperaturach. Ta zmiana może znacząco ograniczyć emisje. Trzeba bowiem wiedzieć, że frakcjonowanie ropy odpowiada dziś nawet za 6 proc. globalnej emisji CO₂.

Polecamy: Energetyczne imperia miały runąć. Ale przyszłość pachnie ropą

Jak działa membrana do ekologicznego przetwarzania ropy

Nowa membrana powstaje z cienkiej warstwy poliimidu, jest to tworzywo sztuczne, które jest odporne na wysokie temperatury. Można z nich tworzyć bardzo cienkie, ale stabilne i trwałe warstwy, które dobrze przepuszczają tylko wybrane cząsteczki. Klucz tkwi w precyzyjnej reakcji chemicznej na granicy dwóch cieczy: wody i oleju.

W klasycznej wersji powstaje poliamid, ale nie radzi on sobie dobrze z węglowodorami. Dlatego zespół z MIT zastosował silniejsze wiązaniami iminowe. Są one sztywniejsze, mniej nasiąkliwe i pozwalają zachować stabilność membrany w trudnych warunkach. Dodatkowo badacze zastosowali cząsteczkę o nazwie triptycen. Jej specyficzny kształt pomaga tworzyć pory o idealnym rozmiarze. Są one wystarczająco małe, by zatrzymać większe molekuły, i wystarczająco duże, by przepuścić te mniejsze. Dzięki temu możliwa jest skuteczna filtracja i ekologiczne przetwarzanie ropy bez strat jakościowych.

Skuteczność udowodniona w praktyce

Nową membranę przetestowano m.in. na mieszaninie toluenu i TIPB. To dwa związki o różnych wielkościach cząsteczek. Wynik? 20-krotnie wyższe stężenie toluenu niż w pierwotnej mieszaninie. W kolejnych testach naukowcy wykorzystali membranę do filtrowania bardziej złożonych mieszanek, m.in. nafty, benzyny i oleju napędowego, z równie dobrym efektem.

Zdaniem Smitha, w przyszłości można będzie stosować kaskady różnych membran, z których każda odpowiadać będzie za inną frakcję. Taka metoda przyspieszyłaby procesy rafinacyjne, a jednocześnie sprzyjała ekologicznemu przetwarzaniu ropy, eliminując potrzebę emisji szkodliwych substancji.

Choć brzmi to jak futurystyczna wizja, MIT zapewnia, że rozwiązanie może być szybko wdrożone. Taehoon Lee, współautor badań, podkreśla, że membrany można produkować z wykorzystaniem już istniejących technologii.

„Można sobie wyobrazić zastosowanie tych samych linii produkcyjnych, które dziś służą do odsalania wody, do wytwarzania membran dla przemysłu naftowego” – tłumaczy Lee.

To otwiera drogę do szybkiej i stosunkowo taniej transformacji sektora. Przemysł paliwowy może w ten sposób przejść na ekologiczne przetwarzanie ropy, nie rezygnując z efektywności.

Szukasz inspirujących treści i pogłębionych analiz? Sięgnij po kwartalnik Holistic News!

Czas na zieloną zmianę

W czasach rosnącego nacisku na ochronę klimatu każda innowacja, która pozwala ograniczyć emisje, jest na wagę złota. A ekologiczne przetwarzanie ropy bez gotowania i ogromnych pieców może być jedną z tych przełomowych zmian. Jeśli ta technologia wejdzie do powszechnego użytku, przemysł paliwowy będzie mógł nie tylko oszczędzać, ale i oddychać lżej – dosłownie i w przenośni.

Polecamy: Niemcy stawiają na wodór. Wytwórca części inwestuje w ogniwa paliwowe