高装填密度微孔膜平台
面向低碳烃分离的多通道无机微孔膜放大与示范平台。聚焦高稳定性、高装填密度及中试级系统集成，适用于 C4 异构体、炼厂干气及天然气精制。
装填密度
410-420m2/m3
组件级验证范围（超额完成目标）组件膜面积
1.54m2
单套高效膜组件中试产线
500m2/year
2024 年建成并投运节能幅度
55-58%
相较传统精馏路线factory
产业需求
低碳烃分离仍是石化行业能耗最高的单元操作之一。2022 年中国乙烯、丙烯及丁烷产量合计超过 1 亿吨，天然气产量达 2100 亿 m3。
近沸点混合物（如正/异丁烷、丙烯/丙烷）的传统精馏需高板数、高压及高回流比，对低能耗替代技术需求迫切。
丁烷精馏难度相对挥发度 1.31，约 125 块板，约 3 bar
丙烯精馏难度相对挥发度 1.14，约 200 块板，最高约 20 bar
核心要求高稳定性、高密度、低成本膜系统
2024 年项目定位
科学层结构调控、传质模型、服役演化
工程层多通道放大、组件设计、流程集成
示范层C4 及炼厂干气/天然气中试验证
science
膜机理与材料路线
无机微孔膜利用埃级孔径匹配实现分子筛分，将分离机制由热力学平衡控制转向动力学扩散控制。
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MFI（C4 异构体）
n-C4 渗透性最高 1500 GPU，n/i-C4 选择性最高 ~100
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ZIF-8（C3 分离）
C3H6/C3H8 选择性最高 130（理想值最高 210）
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CHA（干气精制）
已在模拟炼厂干气流程设计中验证
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放大方向
单通道至 19/61 通道高密度架构
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放大与组件工程
2024 年工作完成了高质量多通道载体制备、长元件膜生长及组件集成，达到工业中试就绪状态。
载体架构19 通道与 61 通道氧化铝支撑体
多孔修饰层~20 μm（平均孔径 ~100 nm）
工业长度元件50 cm 长多通道 MFI/CHA 元件
放大重复性50 cm / 61 通道 MFI >80%
组件配置每模块 7 支工业元件，不锈钢壳体
有效面积 / 密度1.54 m2，最高 420 m2/m3
insights
2024 年关键交付概览
年度成果摘要，仅选取与工程应用直接相关的指标。
目标与 2024 年交付对比
| 维度 | 项目目标 | 2024 年交付 |
|---|---|---|
| 中试产线产能 | ≥500 m2/year | 500 m2/year 建成并启动试生产 |
| 组件装填密度 | ≥200 m2/m3 | 410–420 m2/m3 达成 |
| 单组件膜面积 | ≥1.5 m2 | 1.54 m2 达成 |
| 核心膜元件 | 工业多通道形式 | 50 cm / 19 与 61 通道元件交付 |
| 中试应用场景 | 系统级集成就绪 | C4、炼厂干气及天然气方案完成 |
| 研发产出 | ≥8 篇论文 / ≥8 项专利 | 10 篇论文 / 13 项专利 |
savings
中试效益指标
中试研究证实，高密度膜路线可在烃类升级场景中显著降低分离能耗，同时维持高产品纯度。
C4 异构体路线能耗降低 58%相较基准精馏工艺
炼厂干气路线>55% 节能相较传统热法工艺
烃类产品纯度≥99%中试规格目标
烃类损失控制≤10%中试工艺目标（挑战目标 ≤5%）
engineering
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