Nếu được triển khai ở quy mô công nghiệp, kỹ thuật lọc dầu mới nói trên sẽ không chỉ giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất và lượng khí thải, mà còn giúp quy trình này trở nên chính xác hơn và nâng cao giá trị sản phẩm, theo tờ South China Morning Post ngày 13.9.
Dầu thô không thể được chuyển đổi trực tiếp thành xăng hoặc nhựa. Thay vào đó, các nhà máy lọc dầu phải tách dầu thô thành các thành phần khác nhau trước khi mỗi thành phần có thể được đưa vào sử dụng hiệu quả. Đây là một trong những công đoạn tiêu tốn nhiều năng lượng nhất của quy trình lọc dầu.
Quy trình tinh chế dầu truyền thống bị cho là tiêu tốn một lượng lớn năng lượng
Ảnh: AFP
Phương pháp thực hiện việc này lâu nay là thông qua chưng cất, dựa vào sự khác biệt nhỏ về nhiệt độ sôi và việc đun nóng hỗn hợp nhiều lần để làm bay hơi và ngưng tụ. Đây là một quy trình tiêu tốn nhiều năng lượng và có độ chính xác không cao.
Quy trình mới hoạt động ở cấp độ phân tử để chọn lọc rồi đưa các hợp chất khác nhau đến dây chuyền sản xuất phù hợp nhất, giúp tối đa hóa việc sử dụng nguồn tài nguyên.
Kỹ thuật trong quy trình này, được các nhà nghiên cứu từ Viện Vật lý hóa học Đại Liên gọi là "lọc phân tử", sử dụng một màng hóa học để tách các phân tử khác nhau có trong dầu thô.
Quy trình này bắt đầu bằng việc sàng lọc các phân tử dựa trên kích thước. Dù các phân tử trông có vẻ giống nhau, nhưng kích thước của chúng chênh lệch khoảng 0,1 nm.
Một loại màng được chế tạo đặc biệt đóng vai trò như một chiếc sàng cực mịn để tách các phân tử ankan mạch thẳng và ankan mạch nhánh đơn có kích thước nhỏ hơn, những chất được sử dụng để sản xuất ethylene.
Ở giai đoạn thứ hai, các phân tử còn lại có kích thước thậm chí còn gần tương đồng hơn, với mức chênh lệch dưới 0,01 nm.
Giai đoạn này sử dụng một loại màng khác để "nhận diện" phân tử và tách các chất thơm (những chất trung gian thiết yếu để sản xuất nhựa, nhựa tổng hợp và sợi) ra khỏi các ankan có nhiều nhánh và cycloalkan vốn được dùng để sản xuất xăng.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp khắc vi mô bằng axit tannic để liên tục điều chỉnh kích thước lỗ rỗng và đặc tính bề mặt của màng lọc nhằm thực hiện các nhiệm vụ phân loại khác nhau. Khi sử dụng kết hợp hai loại màng lọc nối tiếp nhau, họ đã thử nghiệm với một hỗn hợp naphtha nhẹ mô phỏng bao gồm 15 thành phần.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, hỗn hợp này đã được tách thành ba nhóm sản phẩm có giá trị cao với tỷ lệ thu hồi đạt từ 85%- 90%, theo nghiên cứu.
Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh quan trọng hơn là do dầu không còn cần trải qua các công đoạn lặp đi lặp lại như gia nhiệt, hóa hơi và ngưng tụ, nên quy trình này tiêu thụ năng lượng ít hơn khoảng 91% so với phương pháp chưng cất truyền thống.