全国重质油国家重点实验室详细

风光好

重质油国家重点实验室（中国石油大学）

石油，被誉为现代工业的血液，在国民经济中发挥着重要作用。重质油一般指天然重质原油或常规原油中的重质组分，简称重油。 目前，可开采石油正向着重质化、劣质化方向发展，科学利用重质油资源已经成为世界石油工业面临的重大课题。 重质油国家重点实验室（中国石油大学）是我国目前唯一以重质油为主要研究对象的国家重点实验室。依托于化学工程与技术一级学科、化学工艺二级国家重点学科、工业催化二级国家重点（培育）学科等。

1、简要概况

重质油国家重点实验室依托中国石油大学（北京、华东），实验室是我国目前唯一以重质油为主要研究对象的国家重点实验室。1989年立项建设，1995年通过国家验收，正式对外开放。实验室分设于中国石油大学(北京)和中国石油大学(华东)两个校区，依托于化学工程与技术一级学科、化学工艺二级国家重点学科、工业催化二级国家重点（培育）学科等。近二十年来，实验室围绕重质油的开发和利用开展应用基础研究，形成了以下5个主要研究方向：重质油化学、重质油轻质化新工艺、重质油转化催化材料与催化剂、清洁燃料生产过程、重质油高附加值利用。

此外实验室于2010年底，与中海油惠州炼油分公司进行了合作，加强了产学联合，建立了重质油国家重点实验室惠州炼油分室、山河石化清洁油品分室。

2、实验室定位与研究方向

重质油国家重点实验室是我国目前唯一以重质油为主要研究对象的国家重点实验室。1989年立项建设，1995年通过国家验收，正式对外开放。实验室分设于中国石油大学(北京)和中国石油大学(华东)两个校区，依托于化学工程与技术一级学科。

近二十年来，实验室围绕重质油的开发和利用开展应用基础研究，形成了以下3个主要研究方向：重质油化学、重质油转化利用催化剂、重质油转化利用工艺与工程。

3、科研队伍建设与人才培养

实验室实行主任负责制和学术委员会评审制。杨光华教授任首届学术委员会主任，林世雄教授任首届实验室主任。目前，第四届学术委员会由13位著名专家组成，学术委员会主任为曹湘洪院士，实验室主任为高金森教授。目前全室固定人员60余人，教授比例60%左右。在重质油化学、重质油转化利用催化剂、重质油转化利用工艺与工程等方向逐渐建成了相对稳定的研究团队。实验室高度重视人才队伍建设，在对外引进优秀人才的同时，通过对外开展合作交流，加强现有人员的培养和深造。目前拥有2个教育部创新团队，培养出国家杰出青年基金获得者4人，教育部新（跨）世纪优秀人才14人。

实验室高度重视培养具有良好科学素质和科研能力的研究生，目前在读博士生200余人，硕士生700余人。研究生已成为实验室开展创新性研究的重要力量。

4、研究条件

实验室现有使用面积 12000平方米，建成了分析测试中心、计算化学工程中心、材料研究中心等科研公共平台，一个中试基地和一个石油炼制试验厂，拥有开展重质油化学与加工应用基础研究的各种现代仪器设备，具备承担国家重大科学研究项目的基础能力。

实验室拥有大型仪器设备40台套，配置有磁场强度为9.4T的傅里叶变换离子回旋共振质谱仪等通用分析仪器，同时还自行研制了超临界萃取分离装置等大型设备。工程中试基地目前已建成各种类型中试装置近20套，为实验室科研成果的快速转化提供了重要条件保障。石油炼制试验厂占地面积30多万平方米，原油年加工能力100万吨，是实验室重要的科研成果工业放大和示范基地。

5、主要科研成果

实验室紧密围绕重质油利用的应用基础研究和关键技术开发开展科研工作。近5年来，实验室共获国家科技进步奖4项，发明专利300余项，出版专著12本，发表研究论文1800余篇，经过多年积累和创新，已在以下几个方面形成自己的特色和优势：

代表性成果1：

提高轻质油品收率的两段提升管催化裂化新技术；

代表性成果2：

重油催化裂化后反应系统关键装备技术；

代表性成果3：

高含水油田优势通道定量描述与调控技术；

代表性成果4：

气体水合物形成/分解过程基础理论与应用研究；

代表性成果5：

炭黑颗粒催化燃烧催化剂设计与制备方法。

6、各研究方向成果与进展简要概述

1）重质油化学方向将重质油非破坏性精细分离平台方法与傅立叶变换离子回旋共振质谱等结合，构建了基于超临界分离+高分辨质谱的重质油化学组成结构研究新方法，对国内外具有代表性重油进行了组成结构表征，取得了系列新认识。在分子组成结构层面，结合核磁共振谱分析、钌离子选择性催化氧化等方法，实现了重质油中烃类及含 S、N、O、金属（ Ni、V）化合物的分子组成表征，合成获得了重质油全分子谱图，重新认识了重质油分子组成结构；在介观结构层面，研究了不同组成结构重质油的分子尺寸及其在微孔中的扩散行为；在宏观平均结构层面，确定了重质油窄馏分和萃余残渣的化学结构参数（如芳碳率和分子中平均芳环数等）、物化性质及反应性能。进一步开发了“重质油梯级分离新技术”，目前正在进行工程放大的工业化试验。指导开发了“重质油高效开采新技术”，并成功进行了规模化工业应用，获 2010年度国家科技进步二等奖 1项。

2）重质油转化利用催化剂方向开发了柴油加氢精制和催化裂化汽油选择性加氢脱硫高效催化新材料和催化剂，并在此基础上开发了“劣质柴油加氢精制技术”，打破了国内外催化剂厂商对柴油加氢催化剂的技术壁垒，成功应用于4套工业装置；开发了“催化裂化汽油加氢改质技术-GARDES”，有效地将 FCC汽油的深度脱硫和烯烃的定向转化耦合，成功应用于 12套工业装置。成功开发一种绿色的烷基化催化剂——复合离子液体，使“复合离子液体催化 C4烷基化技术”建成了世界首套 10万吨/年的工业生产装置，于 2013年 8月 6日顺利开车成功。针对柴油车尾气排放炭烟颗粒物（PM）消除，设计制备了三维有序大孔 CeO2担载 Pt催化剂，形成了具有自主知识产权的原位合成法。实验室在学科前沿领域的另一项显著创新成果是崔立山教授科研团队完成的“一种兼具大弹性应变、低模量和高强度的相变金属纳米复合材料”，发表在 Science上，并入选“ 2013年度中国科学十大进展”。

3）重质油转化利用工艺与工程方向首次建立了“有效抑制干气和焦炭生成的强化催化裂化”理论，并结合化学反应工程理论，发明了“两段提升管催化裂化新技术”，极大地促进了炼油技术的进步，获 2010年度国家科技进步二等奖。以“两段提升管反应器”为平台技术，进一步将“两段提升管催化裂化新技术”发展为 “两段提升管催化裂解多产丙烯技术 TMP”，已在 4套工业装置应用，单套昀大加工规模为 1.0 Mt/a，获 2009年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。针对催化裂化工艺的另外一个世界性难题——昀大限度缩短“后反应系统”油气停留时间、实现油气和催化剂间的高效分离，开发了“重油催化裂化后反应系统装备技术”，工业应用的催化裂化装置总加工量已超过 4000万吨/年，接近国内催化裂化总加工量的 30%，取得了巨大的经济效益和显著的社会效益。获 2010年度国家科技进步二等奖 1项。

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7、合作与交流

实验室公共研究平台全面对外开放，设置开放课题，建立访问学者制度，吸引国内外优秀人才来室开展前沿性基础研究工作。每年派出多批研究人员到国外讲学、进修、参加学术会议，同时邀请国外专家、学者来实验室讲学、访问，多次举办重油加工与利用相关领域国际学术会议。

实验室注重与国内外研究机构开展合作和交流，目前承担了国家科技部"中加实验室合作研究"、教育部“重质油化学与开发技术创新引智基地”等国际合作项目，实验室与加拿大Syncrude 研究中心、英属哥伦比亚大学等国际知名研究机构和学校建立了长期稳定的合作与交流关系。与加拿大卡尔加里大学合作成立了联合重油技术研究中心。遵循“开放、流动、联合、竞争”的方针，重质油国家重点实验室热忱欢迎国内外科学家来室开展合作与交流。

重质油国家重点实验室已经成为国家科技创新体系的重要组成部分，是组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展高层次学术交流的重要基地。