近日，由中石化石油化工科学研究院(下称石科院)牵头的“微观结构定向调控的加氢催化材料创制与应用”项目通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。由中国工程院院士曹湘洪、袁晴棠、孙丽丽等组成的鉴定委员会认为，该成果总体达到国际领先水平。
加氢是石油和化工生产的重要技术领域，加氢催化剂是加氢技术的核心，其性能主要取决于载体和活性相结构。石科院第十五研究室副主任刘锋告诉记者，长期以来，加氢催化剂始终面临三个“老大难”问题，极大地影响了我国炼油行业技术进步：一是载体材料拟薄水铝石质量不可控，造成催化剂开发和生产效率低下；二是载体孔结构缺乏系列化基础，催化剂研发只能“单兵作战”，不能“举一反三”，影响开发效率；三是传统活性相结构不稳定，催化剂失活快，导致工业装置运行周期短、效率低。
为此，石科院联合4家单位展开攻关。针对拟薄水铝石质量不可控的问题，研发团队发明了连续分步中和技术，首创晶粒稳定生成和可控生长的拟薄水铝石生产工艺。“这项生产工艺从源头上解决了载体材料质量不可控的行业共性难题，原料利用率接近100%，不仅可以实现孔体积精确闭口管理，还实现了产品系列化。”刘锋表示。
同时，研发团队开发出双峰孔和单峰孔可灵活调控的系列化载体制备新技术，解决了载体孔结构缺乏系列化基础的问题。“利用这项新技术，我们形成了‘菜单式’载体制备技术平台，支撑了100余种适用不同原料的炼油加氢催化剂开发，使得催化剂的研发效率大幅提升1.5倍以上。”研发团队成员桑小义说。
研发团队还开发了具有“活性缓释”特性的活性相结构定向调控技术，使渣油加氢催化剂稳定活性比常规催化剂提高6.2个百分点，使用寿命显著延长。
此外，研发团队边开发、边应用、边优化，相继建成5套拟薄水铝石连续化工业生产装置，产品合格率从50%左右提高到近100%，生产成本大幅降低；废水排放减少82.8%，二氧化碳排放明显下降，废渣实现近零排放。基于载体新技术和活性缓释技术开发的新催化剂在国内外工业装置上成功应用近200套次，有力支撑和引领我国加氢催化剂领域高质量发展。
另悉，截至目前，研发团队已发表论文20篇，取得国内外发明专利授权25件，其中核心专利“一种降低重质原料油中沥青质和残炭含量的方法”荣获中国专利金奖。
