重質油加工重點實驗室

成立重質油加工重點實驗室主要是為了提升中國石油重質油加工技術領域的創新能力和技術服務水平，滿足煉油工業技術發展的需求。

重質油加工重點實驗室以“核心技術依靠自主研發，基礎性和前瞻性研究對外合作”為指導思想，以滿足重油加工技術發展需求為目標，圍繞重油高效轉化、清潔燃料生產以及煉油化工一體化技術開展研究，取得了一系列達到國際先進水平的催化新材料、催化劑新產品和催化裂化工藝等重要成果，全面提升了我國催化裂化催化劑的研發能力和技術水平，為中國煉油技術進步和企業發展做出了貢獻。

實驗室現擁有國內領先或國際先進的催化劑制備、分析表征與性能評價實驗裝備200余臺/套，具備承接國家和集團公司重大科研項目的能力。實驗室建成以來，先后完成了國家973計劃、國家科技支撐計劃、中國石油重大科技專項等重要研發項目100余項；申報國內外發明專利300余件，發表論文200余篇；以第一完成單位獲國家科技進步二等獎3項、中國專利優秀獎4項；先后有多人榮獲何梁何利基金技術創新獎、中央企業勞動模范、侯德榜化工科學技術獎“成就獎”和“青年獎”等榮譽，團隊也先后獲得中國石油和化學工業聯合會首屆科技創新團隊獎、中國石油科技創新奮斗團隊獎等稱號。

全力打造重質油高效加工技術名片

我國煉廠以加工重質原油為主。催化裂化是煉油過程中重油輕質化，提高煉廠效益，銜接煉油與化工最重要的加工過程。多年來，煉油工業形成了以重油催化裂化為主的二次加工路線，催化裂化成為我國煉油工業的核心裝置。而催化裂化催化劑是整個催化裂化技術的核心，其性能優劣關系到我國汽油質量升級步伐的快慢和重油加工水平的高低，具有不可替代的作用。

近年來，集團公司持續加大了對重質油加工重點實驗室的投入力度，在實驗室建設方面取得了令人矚目的成績，擁有國內第一套具有國內領先水平的DCR反應評價裝置和配套CPS老化裝置，可以精確模擬工業提升管裝置平衡催化劑性質和反應狀態的MCD裝置，8套國際通用的ACE催化劑評價裝置，可快速指導重油催化劑的研發與提供對外技術服務。

先進的分析評價技術是研發的眼睛。針對不同樣品分析評價測試的個性化差異需求，實驗室對重大儀器設備新功能進行了開發，形成了系列分析評價方法標準，有力推動了重質油加工技術研發。實驗室注重與國際和國內科研機構的合作和交流，與國內外科研機構建立了長期穩定的合作關系，現已形成了以產業化應用為目標導向的“產、學、研、用”緊密結合的特色研發團隊，實驗室建設和發展也逐步駛入了快車道，為中國石油在催化裂化催化劑領域的發展提供了有力支撐和條件保障。

重質油加工重點實驗室通過艱苦攻關，重點圍繞不同時期催化裂化催化劑技術進步的需要，以滿足國家重大需求為己任，在汽油質量升級、重劣質原油加工、油品結構調整、降低碳排放等方面取得了突出成績，以第一完成單位獲得催化裂化催化劑領域3項國家科技進步獎。

近年來，實驗室取得了多項具有國際領先水平的重大技術突破，創建了分子篩內外表面酸性差異化的新技術，開發出高選擇性異構化和芳構化催化材料，解決了降低汽油烯烴、提高汽油辛烷值的矛盾，以低成本方式助力煉廠實現汽油質量升級。設計了載體表面直接生長分子篩、孔結構發達的原位晶化新結構催化劑，結合獨特的氧化物涂層捕獲重金屬技術，大幅提高了重油轉化能力，綜合性能優于國際同類產品，顯著提升了集團公司催化裂化的重油加工水平。創立了催化劑孔結構調控氫轉移反應的新技術，發現了分子篩介孔化程度能顯著控制氫轉移反應的新規律，開發的系列產品顯著降低了催化裂化碳排放，提高了汽油收率。這些關鍵技術的成功應用，為集團公司提質增效目標的實現發揮了重要作用。實驗室開發的6個系列57個牌號的“昆侖”牌催化劑產品，在國內外100余套裝置實現成功應用。尤其是實驗室自主開發的催化劑產品規?；M入了美國、新加坡等高端煉化市場，實現了自主催化劑由“中國制造”向“中國創造”的跨越，顯著提升了中國催化劑的國際競爭力。

重質油加工重點實驗室在學術界及行業內的影響力不斷加大，已初步形成了國內知名、特色鮮明、集催化裂化催化劑科研開發、工藝研究、技術服務于一體的專業化重點實驗室。實驗室建成以來，先后取得一系列國內領先、國際先進、部分國際領先的科技成果，申請國內外發明專利300余件，形成了以催化新材料、制備新技術、反應新工藝為核心的專利群；先后獲國家科技進步二等獎3項、中國專利優秀獎4項、省部級成果獎65項；出版著作4部，在國內外各類期刊發表論文200余篇。

下一步，實驗室將以催化裂化技術轉型升級為契機，持續加大新材料開發力度，以催化劑為核心，以催化裂化技術升級為重點，開發催化裂解制低碳烯烴、原油直接制化學品等新技術，再造煉廠流程，實現控油增化、提質增效的發展目標。（通訊員 劉宏海 楊一青）

專家點評

創新研發 助力重質油加工轉型升級

——徐春明 中國科學院院士 中國石油大學（北京）教授

隨著我國原油重劣質化程度日益加劇、環保法規日益嚴格以及提質增效等迫切需求，煉化企業對重質油加工技術提出了更高要求。中國石油重質油加工重點實驗室應運而生，在重質油加工技術，尤其是在催化裂化技術進步方面取得了有目共睹的成績。

實驗室組建10余年來，充分發揮重點實驗室對中國石油煉化技術進步的引領作用，聚焦和加強催化裂化技術開發，在重油高效轉化、清潔汽油生產、增產低成本低碳烯烴等方面取得了重大進展。實驗室通過資源優化整合、人才隊伍建設及建立創新體制、激勵機制等措施，使實驗室催化裂化催化劑技術達到了國際先進水平，目前已成為國內外有重要影響力的高水平科研機構，成為重質油加工轉型升級和提質增效的重要研發力量。

實驗室雖然已經取得了一些豐碩成果，但放眼未來，隨著我國煉油能力嚴重過剩以及“碳達峰”“碳中和”目標的提出，重質油加工重點實驗室要進一步轉變觀念、調整思路、加強合作，盡快布局綠色低碳、新能源、新材料等領域的研究，在降低碳排放、煉化轉型升級以及產品結構調整等方向進行重點攻關。同時，實驗室還需要進一步加強基礎性理論創新研究和相關標準的制定，提高國際話語權；進一步加強青年人才的培養和團隊建設，加快形成一批具有自主知識產權的有重要影響力的創新技術和產品，提升我國催化裂化技術的國際競爭力，為我國煉化技術高質量可持續發展提供技術支撐。

創新感悟

瞄準前沿技術 把控研發方向

——重質油加工重點實驗室催化新材料研發團隊

重點實驗室組建以來，取得了一批高水平的科研成果，研發團隊對科技創新工作有了更深的感悟。

一是研究目標要滿足國家和集團公司的重大需求。比如當前降低二氧化碳排放、調整油品結構、煉化轉型升級等方向就是研究的重點。因此，研究不能脫離這個主戰場，既要符合國家降低碳排放高質量發展的要求，也要滿足煉廠提質增效的需求，這樣的技術才能體現更大價值，也是取得重大成果的重要條件之一。二是要長期瞄準先進前沿技術，把控研發方向，做好技術儲備，才能在關鍵時刻抓住技術核心要點，厚積薄發，快速突破，在集中攻關階段忙而不亂，有序推進。三是要將合作作為科技創新的重要方式，需要長期穩定的持續投入，注重基礎研究和理論研究，使得技術持續進步。四是要有上級部門的大力支持。正是由于集團公司在資金、項目、政策等方面給予了重點支持，才使重點實驗室的發展進入快車道，成為集團公司煉化技術創新的領跑者。

技術應用

高汽油收率低碳排放系列催化裂化催化劑應用及推廣：系列催化劑累計生產20余萬噸，在蘭州石化、廣西石化、哈爾濱石化等國內22套裝置和美國、新加坡、印度等7套海外裝置成功實現推廣應用。系列催化劑的國內外應用數據表明，在不增加投入的前提下，汽油收率平均增加2個百分點，汽油辛烷值平均提高1個單位，焦炭和二氧化碳排放相對降低5%至10%。

重油高效轉化系列催化裂化催化劑：原位晶化系列催化劑累計生產7萬余噸，已在國內60余套催化裝置上獲得成功應用。工業應用結果表明，與常規重油FCC催化劑相比，原位晶化催化劑在不改變設備和工藝條件的情況下，重油產率平均降低1個百分點，汽柴油產品收率增加1個百分點以上，對煉油企業而言，以零成本提高了重油轉化效率。

針對原油劣質化程度日益加劇，開發出了抗重金屬污染系列催化劑，并在多套裝置推廣應用。其中LMC-500催化劑在大連西太2.8M/t重油催化裂化裝置的工業應用結果表明：在平衡劑釩含量達到7000~10000ppm的情況下，與國際一流催化劑公司的同類催化劑相比，汽柴油收率增加2.32個百分點，裝置保持了較高的加工負荷，成功替代了國外進口催化劑。產品成功推廣到中國石油四川石化、大連石化、遼陽石化等多家煉廠，均顯示出良好的抗釩污染能力。

清潔油品生產系列催化裂化催化劑：累計生產工業化產品20萬噸以上，已在烏魯木齊石化、大連石化、哈爾濱石化等50余套催化裂化裝置上使用。與常規催化劑相比，在辛烷值基本不變的前提下，汽油烯烴含量降低10~25（v）%，與降烯烴辛烷值助劑復合使用，可在降烯烴幅度不變的條件下，汽油辛烷值提高0.5個單位以上。性能優于國內外同類催化劑，技術水平處于國際領先，為煉廠創造直接經濟效益10億元以上，并為汽油質量達標、降低環境污染做出了重要貢獻，有顯著的社會效益和經濟效益。

多產低碳烯烴系列催化裂化及助劑工業應用：多產低碳異構烯烴催化劑LDC-200累計生產2萬余噸，在國內10余套裝置成功應用。其中，蘭州石化300萬噸/年重催裝置應用結果表明：催化裂化裝置總液收增加1.76個百分點；MTBE裝置的輕碳四異丁烯含量增加1.85個百分點，MTBE產物增加3.57個百分點；醚化裝置的輕汽油碳五叔碳烯烴增加0.83個百分點，醚化產品收率增加5.93個百分點。實現了催化-醚化-MTBE整體優化。

增產丙烯系列助劑LHP-A成功生產2000余噸，在國內20余套裝置成功應用，并推廣到我國臺灣地區煉廠。催化裝置添加5%~10%的增產丙烯助劑，丙烯收率平均提高0.6~1.6個百分點，催化汽油辛烷值提高0.5~1個單位，為煉廠減油增化、提質增效提供了有力支撐。

國際上首次實現介孔分子篩在百萬噸級催化裂化裝置應用：以介孔分子篩為核心組分，生產出降低柴汽比催化劑LPC-65，在蘭州石化120萬噸/年催化裂化裝置進行工業應用。應用結果表明：裝置摻渣比提高7個百分點，催化劑消耗降低30%，液化氣+汽油產率提高1.3個百分點，柴油降低1.24個百分點，催化汽油烯烴從35%降到30%，同時焦炭因子下降0.11，顯示出良好的重油轉化能力和降低汽油烯烴能力，為企業國Ⅵ汽油升級提供了技術支持。

技術亮點

高活性介微孔Y沸石制備技術：發明了高活性介微孔Y沸石活性組分材料，解決了高汽油收率與低焦炭產率之間相互制約的技術難題；首創了富含B酸的中大孔硅鋁載體材料，解決了高轉化率與低焦炭產率的突出矛盾；設計開發了高汽油收率低碳排放系列FCC催化劑，在國內外成功實現了大規模工業應用。該項目獲得授權發明專利35件，其中國外專利6件；形成技術秘密21件；發表國際期刊論文18篇。該成果獲得2017年國家科技進步二等獎。

非均相體系分子篩原位生長的原位晶化催化劑技術：開發了非均相體系分子篩的原位生長與催化劑結構控制技術，有效增加了活性組分含量，提高了催化劑活性；開發了原位晶化催化劑載體及氧化物涂層技術，提高了催化劑抗重金屬釩、鎳的能力；采用內熱式蓄熱室高溫旋轉焙燒爐、離底懸浮晶化反應系統、母液全循環等工程化關鍵技術，降低了原位晶化催化劑生產成本，提高了其反應性能。上述突破形成了11項發明專利，使我國成為世界上第二個能夠生產原位晶化催化劑的國家。這項成果獲得2008年國家科技進步二等獎。

降低催化汽油烯烴的源頭控制與反應轉化技術：在國內外首次提出了全新的減少烯烴生成的反應模式，開發出烯烴源頭控制與反應轉化相結合的降烯烴新技術，創制了具有高氫轉移活性的表面修飾沸石分子篩技術材料。上述創新形成授權專利5件，在國內外發表論文10余篇。應用以上新材料和新技術，開發出降低汽油烯烴的清潔油品生產系列催化裂化催化劑，累計生產工業化產品20萬噸以上，在國內等30多家煉廠50余套催化裂化裝置上使用，汽油烯烴含量平均15~25個單位，以低成本的方式為國內眾多煉廠汽油質量升級換代提供了技術支撐，加快了我國車用汽油質量與國際燃油標準接軌的步伐，大幅減少了汽車尾氣對環境的污染。這項成果獲得2004年國家科技進步二等獎。

高活性穩定性Y和ZSM-5沸石制備改性技術：開發了新型低稀土高穩定性的Y型分子篩。該分子篩具有晶胞尺寸低、活性高、穩定性好的特點，可以有效降低氫轉移反應活性，提高異構烯烴含量。以該分子篩材料制備的催化劑與對比劑相比：丙烯產率增加0.67個百分點、汽油碳五異構烯烴增加0.66個百分點，碳六異構烯烴增加0.15個百分點。通過提高催化汽油低碳異構烯烴含量，可實現催化裂化和醚化裝置的整體優化。

同時，開發出高活性穩定性ZSM-5分子篩，大幅提高其水熱穩定性和反應活性。采用該技術制備的ZSM-5分子篩與對比劑相比，結晶度保留率由86.2%提高到94.7%，微反活性由26%提高到40%；為增產丙烯助劑提供了堅實的技術支撐。

高性能介孔分子篩合成技術與連續化工業生產成套工藝：在介孔分子篩結構構造、合成體系創建、工業化生產方面取得了重大突破。通過孔壁擬晶態組裝法，使介孔分子篩的穩定性提高2.5倍；采用預置高含量四配位鋁的方法，使介孔分子篩酸量提高85%；采用晶種合成法，降低成本70%；創建高濃合成體系，降低污水排放75%，圓滿解決介孔分子篩合成水熱穩定性差、酸量不足等四大難題。在國際上首次開發出高性能介孔分子篩合成技術與連續化工業生產成套工藝，開發的介孔分子篩在百萬噸級催化裂化裝置實現世界首次應用。

這項成果于2017年獲得中國石油首屆基礎研究一等獎。

預置缺陷位誘導Y型分子篩晶內介孔形成構建方法：提出了“鋁羥基窩誘導介孔形成”的新理論，在國際分子篩界得到認可。這是對分子篩領域長期認為只有“硅羥基窩形成介孔”理論的重要發展和補充。通過預置“缺陷性鋁羥基窩”和“預置缺陷性骨架四面體結構”構造Y型分子篩晶內介孔，與已有技術相比，分子篩的介孔體積由0.15毫升/克增加到0.25毫升/克，增幅達到67%。采用該分子篩制備的催化劑，在焦炭產率相對降低13%的同時，汽油提高3.01個百分點。該方法得到國際分子篩領域多位知名專家的認可，SCI他引次數190次。

這項成果獲得2019年中國石油基礎研究一等獎。

詳情見鏈接：

中國石油報：http://app.zgsyb.com.cn/paper/layout/202102/03/l04.html

中國石油新聞中心：http://news.cnpc.com.cn/system/2021/02/03/030024029.shtml

（編輯 劉曉玉）

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