甲烷—氮气分离膜研究进展及展望

摘要：

油气行业是甲烷减排的重要关注行业,膜分离技术是实现甲烷高能效、低成本回收与减排的重要技术之一.针对油气生产与运输过程中存在的CH4与N2混合排放问题,分类综述了聚合物膜、无机膜、MOF混合基质膜在CH4/N2分离领域的研究进展,分析了存在的主要问题以及可行的解决途径,探讨了油气行业CH4/N2膜分离技术未来的研究方向.研究结果表明:①提高CH4/N2分离膜的分离性能仍是当下研究的首要目标,需借助分子模拟、机器学习等技术探寻合适的MOF、离子液体等材料与基质膜的配对组合;②应考虑油气行业特定的复杂应用场景,开展CH4/N2分离膜修饰层构建方法研究,提高膜的耐污能力,保证膜的分离效率与使用寿命;③应加强与分离膜相匹配的底膜材料的研发,基于膜组件研发,还应综合考虑膜材料性能、分离效果、经济效益,对膜分离工艺流程及运行参数进行优化设计.结论认为,尽管相关研究已开展多年,但尚处于实验室探索阶段,亟待形成以高性能膜材料为核心的甲烷"零成本/负成本"回收方法,以促进油气行业"碳中和"目标的早日实现.

关键词：油气行业、甲烷减排、膜分离、聚合物膜、MOF、混合基质膜、渗透系数、选择性

所属期刊栏目：42

分类号：S144;TQ569;TU89

资助基金：广东省重点领域研发计划项目2019B111102001

在线出版日期：2022-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：120-130