Кипячение — дорогая часть
Нефтеперерабатывающие заводы разделяют сырую нефть одинаково уже столетие: нагревают её выше 350°C, чтобы она испарилась, затем охлаждают пар для извлечения разных фракций. Перегонка сырой нефти потребляет примерно 1 100 тераватт-часов энергии в год по всему миру — около выработки 130 атомных станций гигаваттного масштаба, работающих без перерыва. Мембраны, которые могли бы взять на себя часть этой работы, изучаются годами, но традиционная конструкция требует ультратонкого селективного покрытия на поверхности мембраны, которое дорого изготавливать и которое склонно к дефектам в больших масштабах.
Позволяя нефти строить собственные каналы
Команда под руководством профессора Дон-Ён Ко из KAIST, работающая с группой профессора Райана Лайвли из Georgia Tech, попробовала противоположный подход. Они проталкивали сырую нефть прямо через голую пористую мембрану из полиакрилонитрила — стабильного и дешёвого полимера, обычно используемого в качестве поддерживающего слоя. Тяжёлые углеводороды осаждались на стенках пор и сужали отверстия в самоорганизующиеся каналы размером менее 2 нанометров. Лёгкие фракции, такие как нафта, бензин и керосин, проходили быстро; более тяжёлые компоненты задерживались.
Загрязнение мембраны — проблема, которая обычно ухудшает работу мембран, — стало механизмом, обеспечивающим разделение. Мембрана показала примерно в 23 раза более высокую проницаемость, чем более ранние системы, и работала стабильно 28 дней, согласно исследованию, опубликованному в Nature. Моделирование процессов предполагает, что её использование перед перегонкой сократило бы энергопотребление примерно на 32%, выбросы углекислого газа — на 38%, охлаждающую воду — на 21%, а операционные расходы — на 36%.
От лабораторного стола до ворот завода
Ничто из этого пока не установлено на работающем заводе, и разрыв между 28-дневным испытанием и установкой, работающей годами, — это место, где большинство идей разделения терпят неудачу. Нефтеперерабатывающие заводы — это тяжёлая промышленность: насосы, компрессоры, теплообменники и колонны рассчитаны вокруг блока перегонки, и любая модернизация должна вписываться в них. Отдельно исследователи из Даляньского института физической химии в Китае сообщили о лабораторной экономии энергии около 91% для процесса молекулярного рафинирования, который улавливает различные молекулы нефти в инженерных мембранах. Оба направления работы указывают в одну сторону. Если любое из них достигнет коммерческого масштаба, приз — нефтеперерабатывающая отрасль, которая использует меньше тепла, выбрасывает меньше и может быть построена компактнее.
---
Спечённые бронзовые и железные подшипники для высокопроизводительного оборудования
Порошковая металлургия превращает металлический порошок непосредственно в готовый подшипник за один цикл прессования и спекания — почти окончательная форма, практически без отходов механической обработки и допуски, которые остаются стабильными на миллионах деталей. Спечённые подшипники от Soperb производятся из железа, железо-медь, оловянной бронзы и нержавеющей стали (SS-304L), с контролируемой пористостью, которая сохраняет смазочное масло внутри металла на весь срок службы: самосмазывающиеся втулки, которые работают бесшумно в двигателях, насосах, вентиляторах, электроинструментах, редукторах и автомобильных узлах, без масляной линии, требующей обслуживания. Марки каталогизированы по стандартам DIN, MPIF, JIS, AMES и BSI BS 5600, включая варианты с графитом и медью для работы при высоких нагрузках и высоких температурах. Посетите www.pmsnt.com, чтобы выбрать марку по стандарту, по нагрузке или по размеру вала.