发布时间:2017-08-17
整理|本刊记者 李 莉
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。
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。
20多年来,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个主要研究方向。
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。发展到现在的第五届学术委员会由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。
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。
代表性研究项目
“973”计划项目:重油高效转化与优化利用的基础研究;
“973”计划项目课题:重油临氢与非临氢转化技术集成过程的化学;
国家自然科学基金重大项目:化工过程中的时空多尺度作用及其效应;
国家杰出青年基金项目:石油化工;
“863”项目:天然气水合物成藏条件实验模拟技术;
国家基金重点项目:柴油车尾气催化净化过程重要基础化学问题研究;
科技部国际合作项目:加拿大油砂沥青选择性分离脱沥质技术研究;
高等学校学科创新引智计划项目:重质油化学与开发技术创新引智基地;
教育部创新团队:重质油高效转化的绿色化学与工程等。
代表性成果
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,已形成自己的特色和优势。
重质油化学研究:实验室对重质油组成、物性与反应性能关系,重质油的特征化方法进行了系统研究,积累了大量的重质油性质数据,出版了《重质油化学》《重质油及渣油加工的几个基础理论问题》等专著。在上述研究基础上,自主开发的重质油超临界流体萃取技术成为国内外重质油精细评价的新方法。近年来,基于该技术开发的“渣油深度脱沥青新工艺”可以将重质油中难以加工的成分提前分离出来,极大提高了劣质重油的经济价值。
催化反应与流态化基础研究:实验室系统开展石油烃类催化裂化反应机理、气固和气液固体系内流动、传递和反应特性研究,取得了重要研究进展。其中成功研制的新型旋风分离器等相关工程装备已广泛应用于炼油和石化行业的工业装置中,“两段提升管催化裂化新技术”于2002年投入工艺应用,年增效益近2亿元;“催化裂化汽油辅助反应器降烯烃技术”为炼油企业带来巨大经济效益和社会效益,于2006年获得国家科技进步奖二等奖。
催化材料和催化剂开发研究:在催化裂化、加氢精制催化剂研究方面取得重大进展,研制的高硅铝比NaY分子催化剂、催化裂化汽油选择性加氢脱硫、柴油加氢精制等催化剂已经进入工业试验阶段,系列纳米二氧化硅微球被批准为国家一级标准物质。
成果转化
实验室在重视应用研究的基础上,十分注重已有成果的技术转化,不失时机地将研究成果推向工业化。近5年来,转让、推广应用项目12项,相关专利40余项,其中5项重大科技成果的应用已经为企业创造经济效益23亿元,这些成果有:催化裂化汽油辅助反应器改质降烯烃技术;两段提升管催化裂化新技术;催化裂化反应系统新型集成技术开发与应用;催化裂化新型增产丙烯催化剂/助剂研究开发;交联聚合物溶液深部调驱技术的开发与应用。
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。
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