Silicalite-1分子筛膜

传统甲烷重整制氢受化学反应平衡限制，甲烷转化效率存在理论上限，反应需要较高温度，整体工艺能耗偏高。本项目开发 MFI 分子筛膜–反应耦合膜反应器技术，开展甲烷湿法重整制氢研究。

完成耐高温高压膜反应器组件结构与密封优化，在 450℃ 条件下，借助膜单元及时分离产出氢气，使甲烷转化率较平衡转化率提升 20%，装置可实现 500–5000 h⁻¹ 宽空速运行区间。

建立膜–反应耦合动力学模型，探究浓差极化、操作工况对反应–分离耦合过程的影响，输出完整实验报告与装置相关技术资料，突破反应平衡限制，为低温高效制氢工艺提供技术支撑。

石化行业戊烷异构体组分理化性质接近，传统精馏分离工艺处理该类物料能耗高、分离难度大。本项目开展 MFI 无机微孔分子筛膜开发与性能强化，用于戊烷混合体系异构体分离。

优化分子筛材料与制膜工艺，蒸汽渗透工况下正/环戊烷体系分离因子可达 15 以上，渗透速率≥100 GPU，处理实际混合原料时渗透侧正戊烷浓度≥95%，完成 50 小时以上长周期稳定性考核。

完成小试膜组件的设计制备与性能评价，输出全套试验报告与工艺资料，同步开展专利布局，为石化碳五异构体低能耗膜法分离提供技术支撑。

石化行业低碳烃组分分离传统工艺流程复杂，设备占地大，温控与密封条件严苛。本项目开展分子筛膜内膜组件及成套分离装置开发，面向正丁烷、异丁烷等低碳烃体系开展膜分离装备研制。

开发耐高温、耐溶胀的管式内膜专用密封结构，优化组件内部流道并增设湍流促进构件，缓解浓差极化影响；搭建有效膜面积≥1.0㎡的膜分离装置，实现 60–120℃ 区间高精度独立控温，压力适配 0.05–0.25 MPa 工况，满足烃类物料的中试测试需求。

完成装置整体设计、装配、试压与控温调试，输出全套设计图纸、操作指南等技术资料，为低碳烃膜法分离工艺的工程化应用提供装备支撑。

石化领域正丁烷与异丁烷异构体物性接近，传统分离工艺能耗高，长尺寸工业膜管、高密度膜组件的工程化应用存在诸多技术难点。本项目开展 MFI 分子筛膜 C4 丁烷分离装备技术开发。

实现 80–100 cm 工业长膜制备，建立安全快速的膜质量检测手段；优化密封与流场结构，提升组件装填密度，抑制浓差极化。建成百平方米级撬装式中试侧线装置，处理能力可达 100 kg/h，可实现异丁烷产品纯度≥98.5%，渗透侧正丁烷含量≥87%，完成千小时级连续稳定性考核。

输出全套设计图纸、试验数据与经济性评估报告，攻克长膜制备与工业膜组件放大难题，为 C4 烃类异构体膜法分离工业化落地提供技术依据。

石化生产中正异丁烷、正异戊烷等低碳烃异构体分离难度大，传统工艺能耗较高，原料中微量杂质组分容易对分离过程带来不利影响。本项目基于 MFI 分子筛膜，针对多类低碳烃体系开展膜分离应用基础研究。

模拟工厂实际工况与含杂质原料气条件开展测试，在对应操作压力下实现渗透侧正丁烷富集浓度≥95%，完成 200 小时以上稳定性考核；同步开展原料气 CO₂、醚后 C4、正异戊烷等多体系探索试验，考察温度、压力、进料组成等关键参数对膜分离性能的影响。

完成多体系试验评价，输出完整研究试验报告，厘清杂质对膜性能的作用规律，为后续低碳烃膜分离工艺的工程开发积累核心基础试验数据。

高温工况下水–二氧化碳–烃多元混合气体系组分复杂，传统分离工艺流程长、能耗高，烃类组分容易出现损耗。本项目采用双膜耦合工艺，依次完成体系脱水与脱碳处理，实现水、二氧化碳与烃类组分高效分离开采。

开发耐高温密封膜组件，优化内部流场结构，提升装填密度，抑制浓差极化。在高温高压工况下，脱水膜与脱碳膜均实现较高渗透速率与分离选择性；二氧化碳整体回收率可达 95% 以上，重质烃损失控制在较低水平，完成 200 小时以上连续稳定性考核。

搭建多组件串联膜集成示范装置，完成模拟体系与实际工况的对比验证，输出全套试验与结题报告，为多元高温混合气膜法节能分离提供工艺与装备技术支撑。

石化行业正异丁烷异构体分离传统工艺能耗高，长尺寸管式分子筛膜批量制备、工业级膜组件放大存在技术瓶颈。本项目开展 50 cm 长管式 MFI 分子筛膜制备工艺放大与现场侧线中试技术开发。

攻克长膜晶种涂覆、温度场均匀控制等关键难题，提升制膜成品率；开发高装填密度膜组件，优化密封与流场，削弱浓差极化影响。膜元件实现正丁烷渗透速率大于 270 GPU；建成现场侧线中试装置，完成 1000 小时长周期连续考核，可实现异丁烷产品纯度＞98%，渗透侧正丁烷纯度＞95%。

完成多级膜分离耦合工艺模拟与可行性验证，输出全套中试试验数据、工艺与装备设计资料，为 C4 烃异构体膜法分离工业化落地提供关键支撑。

炼化行业石脑油中 C5、C6 烃类异构体理化性质接近，传统分离工艺能耗高，分离难度大。本项目开展分子筛膜用于石脑油正异构烷烃分离技术开发。

筛选适配 C5/C6 体系的分子筛膜材料，优化膜元件性能，C5 体系正戊烷渗透速率≥100 GPU，正戊烷/异戊烷分离因子≥50；C6 体系正己烷渗透速率≥100 GPU，正己烷与支链戊烷异构体实现高选择性分离。优化膜组件内部构型，强化流体湍动，降低浓差极化带来的性能损失，开发单只面积≥0.1 m² 的膜组件。

考察温度、压力、不同分离操作模式对分离效果与能耗的影响，完成百吨级/年中试装置工艺方案与图纸设计，输出全套工艺技术报告，同步开展专利布局，为石脑油烃类异构体膜法低能耗分离提供完整技术支撑。