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介孔分子筛:提高石油转化率的法宝

发布时间:2023-05-15 20:53   来源:网络整理    作者:

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石油,对人们来说既熟悉又陌生。我们日常使用的汽油、柴油、煤油都是由它炼化而成的,那你知道这一吨石油能炼化出多少汽油、柴油吗?

在我国,石油一次转化成成品油的比率只有约40%,剩下相当一部分都是渣油,不仅经济价值低,还很难处理。

渣油为什么会被剩下来呢?在传统石油炼化过程中,我们都离不开一种材料,叫作微孔分子筛,石油分子只有能穿过去才能实现转化。但是,这种分子筛的筛孔很小,就好比我们用来筛面粉的筛子,面粉中的小颗粒过得去,大颗粒就留下了。石油分子就如同这些面粉颗粒,小分子过得去,大分子过不去,过不去就得不到进一步处理,白白浪费成为渣油。

2020年国家自然科学奖一等奖获得者研发了一种新型材料,可以将渣油重新转化成汽油、柴油,这就是介孔分子筛。

要想了解介孔分子筛,首先要知道什么是介孔。直径小于2纳米的孔叫作微孔,大于50纳米的叫作大孔,介于两者之间的就叫介孔。这原本的微孔变成了介孔,就相当于面粉筛变成了漏勺,筛孔变大了,渣油大分子自然就过去了。这只是第一步,接下来该怎样提高转化率呢?除了孔大,介孔分子筛还有一个显著优势就是内部空间很大,2克介孔材料完全展开能铺满一个足球场,面积可达6000平方米。

这可不是在写科幻小说,还是给你举个例子吧。我们取一块面包,它的表面积就只有外面的一圈,如果把它切开,里面就有许多小孔,每个小孔都有一定的表面积,如果有100万个小孔,它们的表面积相加,面包的总表面积就能增加约100万倍。在介孔材料如此大的表面积上,我们就可以铺满渣油分子转化所需要用到的金属催化剂。渣油大分子进入后就可以在催化剂作用下大展拳脚充分反应,最终实现华丽蜕变。

利用介孔分子筛,我国的石油转化率可以提高约一倍,听起来似乎微不足道,但相对于我国庞大的炼油工业而言,就相当于一个大庆油田一年的产量。

介孔材料独特的孔特性,不仅可以应用在石油化工领域,而且在新能源电池、电子器件、生物医药等领域也大有可为。

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