近日，中国科学院大连化学物理研究所能源催化转化全国重点实验室无机膜与催化新材料研究组（504组）杨维慎研究员、班宇杰研究员等联合中山大学陈小明院士、张杰鹏教授、周东东教授团队提出“轻石脑油梯级膜分离”策略，为轻石脑油全组分精准分离提供了新思路。

原油初馏得到的轻石脑油是重要化工原料之一，主要由 C5至C7的直链和单支链烷烃、多支链烷烃和环烷烃、芳烃等组成，可分别作为裂解制乙烯原料、高辛烷值汽油燃料、化工中间体等。然而，各组分间具有相似的物理化学性质，传统精馏技术难以实现精准分离且能耗高。

针对上述问题，研究团队提出轻石脑油梯级膜分离策略，构建了尺寸筛分与化学辨识协同耦合的梯级分离机制，旨在通过一级尺寸筛分，实现直链和单支链烷烃与多支链烷烃、芳烃、环烷烃（分子尺寸差异为 0.08至0.12 nm）的初步分离；通过二级化学辨识，实现芳烃与多支链烷烃、环烷烃分离（分子尺寸差异仅为 0.01至0.03 nm）。

基于上述策略，研究团队采用鞣酸分子微刻蚀方法，对金属—有机框架（CuBTC）膜的孔径及表面化学性质进行连续调控，分别构筑了尺寸筛分及化学辨识两类功能膜。团队通过二者级联，可将15组分模拟轻石脑油精细拆分为三类高值产品：富含直链及单支链烷烃的乙烯原料、富含芳烃的化工中间体、富含多支链与环烷烃的汽油调和组分。各产品回收率均可达85至90%，总体能耗较精馏降低约91%。该工作为实现从“馏分切割”到“分子炼油”的转变提供了科学基础。

相关工作以“Molecular-Level Petroleum Refining by Graded Membranes”为题，于近日发表在《国家科学评论》（National Science Review）上。该工作的第一作者为中国科学院大连化学物理研究所所504组王悦诚副研究员和中山大学博士研究生董方帝。以上工作得到国家自然科学基金、能源催化转化全国重点实验室等项目的资助。（来源：中国科学院大连化学物理研究所）

相关论文信息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag488