综述了加氢催化剂的活性相结构及其影响因素，着重对利用传统表征手段和原位表征技术以及理论计算方法解析活性相结构进行了阐述。通过对活性相结构的分析表征技术和理论计算结果的综述，分析了加氢催化剂的本质。指出目前现有的结构解析手段存在的问题，并对未来加氢催化剂结构研究方向的发展进行了展望，以期为高性能加氢催化剂的开发提供理论依据。

质谱技术在石油化学中具有广泛的应用，随着质谱分辨率的不断提高，利用高/超高分辨率质谱研究石油详细组成已成为石油化学研究的一个重要方向，并且已经在石油分子组成研究领域取得了较大进展。基于碰撞诱导解离技术，可在高分辨质谱分析的基础上探索化合物的母体结构及侧链结构，从而实现石油分子结构的精细表征，为石油分子转化和重油加氢工艺提供分子科学基础。重点梳理了基于碰撞诱导解离技术对石油分子结构进行表征的研究进展，包括碰撞诱导解离的原理、解离能的计算和碰撞能量的控制以及模型化合物和实际石油分子的碰撞诱导解离表征应用进展。通过碰撞诱导解离表征深入认识石油分子精细结构，以期对重油加氢等相关工艺进行指导，并为催化剂的开发、优化提供参考。

针对低值废旧塑料难以资源化利用的现状，以及其高挥发分、低固定碳、组成复杂等特征带来的一系列问题，在现有化学回收技术认识的基础上，综述了气化技术的研究进展，特别是反应器类型、气化介质、温度、催化剂及其他碳质原料等对气化过程的影响；介绍了目前国内外的废旧塑料气化技术工业化应用情况；分析了目前废旧塑料气化技术存在的问题并展望了气化技术今后的发展策略。

非常规石油因黏度高、流动性差，严重制约其输送和下游深加工，如何进行轻质化改质成为其开发利用的关键。在严格的环保要求和“双碳”政策驱动下，非常规石油改质势必朝绿色、清洁方向发展。基于此，综述了以重油为典型代表的非常规石油绿色热改质技术研究进展，包括传统临氢/供氢热裂化改质技术、超临界水改质技术、临水煤气降黏改质技术以及临甲烷改质技术，分析了各种绿色改质技术的优势、制约因素、工业应用和前景等，为重油绿色改质技术的创新和发展提供参考和指导。

随着“碳达峰”、“碳中和”目标的提出，我国政府对含硫工业废气的治理要求日益严格。天然气作为清洁低碳的化石能源，是我国新型能源体系建设中的重要组成部分。H₂S是一种无色的剧毒气体，广泛存在于天然气等原料气中，在其开采过程中会对设备及开采人员的身体健康造成损害，故对天然气中的H₂S进行脱除至关重要。综述了脱除天然气中H₂S技术的研究进展，总结了各种方法的技术特点，并对新型脱硫技术进行展望，为脱硫技术的发展提供思路。

针对氮化物影响柴油加氢超深度脱硫和多环芳烃加氢时易发生过度饱和而产生高氢耗的问题，基于固定床柴油加氢反应器轴向物料性质及反应环境变化规律，开发了超深度脱硫脱芳烃双区复合柴油加氢(RTS-Apro)技术。中型试验结果表明：装置运行初期双区反应温差为20~40℃、中后期反应温差为40℃时，可以在增强多环芳烃饱和能力的同时减少单环芳烃的饱和反应；提高氢油比有利于难脱除硫化物的深度脱除和多环芳烃的适度饱和。工业应用结果表明，以直馏柴油掺炼35%二次柴油的混合柴油为原料，在双区反应温差为20~40℃范围内，得到的精制柴油产品的硫质量分数平均仅为5μg/g，多环芳烃质量分数平均仅为1.6%，且催化剂失活速率较低，仅为0.5℃/月（1月按30 d计），有利于催化剂长期稳定运行。

为深入认识沥青质分子结构，分析典型沥青质的分子结构，对其催化临氢热转化反应规律进行研究。典型沥青质的组成和分子结构分析结果表明：沥青质均以大陆型沥青质结构为主(质量分数超过75%)，大部分沥青质分子中杂原子含量较高，特别是硫含量（质量分数通常为3%~8%），且一个沥青质分子中可能存在多个杂原子。沥青质中的硫以噻吩硫为主(质量分数超过80%)，氮以五元环吡咯型为主(质量分数超过79%)，氧的形态较为复杂。单独沥青质和高沥青质含量的劣质渣油催化临氢热转化试验结果表明：不同沥青质分子均可裂化（裂化率超过77%）。含五元杂环沥青质组分较容易转化，不含杂环的沥青质组分较难转化；沥青质中五元杂环(特别是五元环噻吩)含量越高，裂化率越高。沥青质裂化需要适宜的反应温度(不小于435 ℃)、较高的氢分压(不小于12 MPa)、较长的反应时间(不小于10 h)和较高的催化剂添加量(质量分数不小于1000 μg/g)。

采用特定组成的溶剂油，在一定温度及搅拌条件下对国内某废塑料加工厂生产的废塑料再生颗粒进行液化处理，测定废塑料再生颗粒在特定溶剂油中的液化速率及废塑料液化液的黏度，建立了废塑料液化液黏度与废塑料再生颗粒含量的关联式。试验结果表明，废塑料液化液中废塑料再生颗粒的含量是影响再生颗粒液化速率和废塑料液化液黏度的主要因素。

针对炼化企业重芳烃柴油产量大、柴汽比高、车用柴油占比低、十六烷指数小等问题，采用加氢精制与催化裂化相组合的LTAG工艺，将重芳烃柴油转化为汽油；采用RLG技术，将柴油馏分中的芳烃转化为高辛烷值汽油组分，进一步提高了柴油转化率和汽油产品品质；采用RTC装置第二提升管反应器回炼RLG柴油，将重芳烃柴油深度转化为轻质芳烃，拓展了轻质芳烃的产业链。结果表明：经LTAG改造后，企业柴汽比从1.18下降至0.95；RLG装置投产后，柴汽比进一步降至0.74；RTC第二提升管反应器回炼RLG柴油后，柴汽比降至0.42。经济效益核算结果表明，应用RTC+RLG+芳烃抽提组合技术后，企业压减了重芳烃柴油产量，增产了汽油、芳烃、液化气等高价值产品，每月增加经济效益约5822.41万元。

研究了超声波对渣油中胶质和沥青质含量变化影响的原因及机制。结果表明，对渣油族组成影响最大的因素是超声温度，超声功率次之，而超声时间的影响不显著。对渣油中沥青质与胶质进行红外光谱表征，结果表明，沥青质与胶质的官能团种类未发生明显变化，仅含量略有变化。对沥青质与胶质进行核磁共振氢谱表征，结果表明，低温低功率时胶质产生的游离杂原子与沥青质表面的侧链成环，沥青质结构上有杂环不饱和化合物生成，有利于沥青质聚合；高温高功率超声处理促使沥青质中的芳烃开环而形成侧链，对沥青质裂解有利。胶质裂解产生的芳香化合物吸附于其表面，但高温高功率对此吸附作用有一定的限制。

通过动态晶化法合成ZSM-11分子筛，并对其进行不同强度的碱处理改性。通过X射线衍射光谱、N₂吸附-脱附、X射线荧光光谱、核磁共振波谱、扫描电子显微镜、NH₃程序升温脱附和吡啶吸附红外光谱等表征手段对碱处理前后分子筛的物化性质进行对比分析，结果表明：碱处理可以脱除部分分子筛骨架Si，使分子筛形貌和结晶度发生变化，同时引入了一定量的介孔，形成贯通性更好的多级孔结构，使其比表面积增大；碱处理也能调变分子筛酸量，暴露出更多的酸中心，有利于提高催化剂的异构化活性。采用间二甲苯异构化作为探针反应，对分子筛催化性能进行评价，结果表明：使用浓度0.5mol/L的NaOH溶液处理后，ZSM-11分子筛的二甲苯异构化活性提高效果最佳。

固定床渣油加氢装置中，渣油进料依次通过保护剂、脱金属剂床层，去除机械杂质并脱除大部分的金属元素后进入过渡剂和脱硫剂床层。积炭是过渡剂和脱硫剂失活的重要原因。采集国内某石化企业渣油加氢装置实际长周期运转的卸出剂，采用热重分析与质谱相结合的方法重点考察了过渡剂和脱硫剂的积炭特征，结果表明，沿着物流方向，积炭燃烧失重温度明显升高，随着渣油加氢深度的增加，在催化剂上形成的积炭也逐渐由软炭向硬炭转变。X射线光电子能谱分析结果表明，积炭中C元素包括sp²形态、sp³形态以及C—O或C=O结构。电子探针微区分析结果表明，催化剂上积炭的分布是均匀的。

模拟某炼油厂乙苯工业装置烷基化反应单元的流程建设一套1.0 kt/a工业侧线装置，以新型纳米ZSM-5分子筛催化剂HC-501为研究对象，考察催化裂化干气气相法烷基化制乙苯的性能，催化剂装填方式对应工业装置的单段反应床层。试验结果表明，在反应器出口温度为330～370℃、苯与乙烯的物质的量比（简称苯烯比）为20～24、乙烯质量空速为0.20～0.50h^-1的条件下，乙烯转化率大于99.8%，乙苯选择性（含乙苯+二乙苯，下同）大于99.0%，主要副产物二甲苯的质量分数小于800μg/g。参照现有工业装置工艺条件，借助模拟软件Aspen Hysys建立能耗测算模型，研究不同温度、不同苯烯比条件下的能耗情况，结果表明，对于现有工业装置，采用本研究开发的催化剂，当单段床层苯烯比降低至20～24时，装置的烷基化反应＋苯循环单元能耗可下降12%～20%。

以钼酸铵、氯化亚锡、六水合硝酸铈为反应物，采用回流法合成了Sn掺杂的硝酸铈[Ce(MoO₄)₂]，通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等表征手段对催化剂的结构进行分析，结果表明Sn成功掺杂到Ce(MoO₄)₂中。以Sn-Ce(MoO₄)₂为催化剂，氧气为氧化剂，研究了模拟油中二苯并噻吩(DBT)的脱除效果。试验结果表明，Sn离子的掺杂提高了催化剂中的氧空位的浓度，相比于未掺杂Sn的催化剂，脱硫率提高了23%。通过单因素考察确定了最佳的反应条件：Sn的掺杂量（w）为5.0%，反应温度为120 ℃，催化剂加入量为0.05 g，氧气流量为150 mL/min。在此条件下，脱硫率达到98.7%。催化剂循环使用5次后，脱硫活性无明显降低。此外，通过自由基捕获试验探讨了催化剂的脱硫机理，结果表明超氧自由基[.O₂^-]是氧化脱硫反应的主要活性介质。

为了抑制催化裂化过程中重金属对催化剂的毒害，并改善产品分布，选用无毒组分，成功开发了一种制备简单、高效环保的催化裂化多功能助剂。通过程序升温还原、N₂吸附-脱附、X射线衍射等手段，对该多功能助剂的作用机理进行了研究，进一步在催化裂化提升管装置考察了助剂的性能。结果显示：该助剂的有效组分可以与Ni²⁺发生晶格取代作用，减缓Ni⁰的生成；抑制V污染的机理在于其有效成分可以与V₂O₅生成高热稳定性化合物，减弱了V₂O₅在催化剂孔道内的迁移和钒酸对催化剂结构的破坏。该多功能助剂可以使催化裂化装置干气产率下降0.4百分点，氢气产率下降15.8%，焦炭产率下降1.09百分点，重油产率下降0.45百分点，汽油收率上升2.18百分点，整体轻油收率提高2.87百分点，展现了良好的抑制镍、钒污染和改善产品分布的效果。

选用聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)及聚苯乙烯(PS)3种塑料颗粒，以不同的比例进行混合，利用热重试验装置分析3种塑料样品单独及混合热裂解的温度范围及失重规律，并采用Friedman、KAS和有限平行反应模型求解塑料的热裂解动力学参数。研究结果表明，几种塑料样品发生热裂解反应由易到难的顺序及由Friedman、KAS法计算的平均表观活化能由小到大的顺序均遵循：PS＜PP-PS＜PP-HDPE-PS(1:1:1)＜HDPE-PS＜PP-HDPE-PS(实际比例)＜PP＜PP-HDPE＜HDPE。由有限平行反应模型估算的PP，HDPE，PS，PP-HDPE，PP-PS，HDPE-PS，PP-HDPE-PS(1:1:1)，PP-HDPE-PS(实际比例)塑料样品的热裂解反应活化能分别集中在198~314，231~317，192~297，200~314，194~299，186~301，171~242，196~312 kJ/mol范围内。

为分析微反应器微观混合过程中的内部信息，采用计算流体力学（CFD）方法，选用层流-有限速率模型对T形圆管、T形方管和Y形方管微反应器的微观混合过程进行了数值模拟，模拟结果与文献中的试验数据基本吻合，说明所选用CFD模型的准确性和可靠性良好。分析了Villermaux-Dushman反应体系中流体在上述3种微反应器中的流动状态和速度分布、H⁺和I₂分布情况及其离集指数（X_S）的分布规律，从而评估微反应器的微观混合性能。结果表明：3种微反应器中的流体流动均为层流态；在T形圆管微反应器中，H⁺被快速完全消耗；在T形方管和Y形方管微反应器中，H⁺始终存在；3种微反应器的X_S均较小，表现出优良的微观混合性能。

基于密度泛函理论（DFT），建立了Ziegler-Natta催化剂分子模型，模拟计算了催化剂表面的吸附情况和吸附机理，分析了影响催化剂氢调敏感性的吸附位点和优势内给电子体。结果表明：在完整的MgCl₂ 表面上Mg原子主要为五配位形式，没有多余的活性位点，不利于TiCl₄的化学吸附；TiCl₄在氯化镁β晶型(110)表面和β晶型(100)表面上的单氯原子缺陷处都存在化学吸附，前者的吸附能普遍比后者的高，电荷转移量更多，吸附更加稳定。对于β晶型(100)表面双氯原子缺陷虽然可以提供更多的活性吸附位点，但是表面对TiC1₄的吸附能力并没随之增加，TiC1₄在(100)表面更倾向于在单氯原子表面缺陷结构中吸附，形成双氯桥。在β晶型(110)表面，双氯原子缺陷的构型更有利于TiC1₄吸附，Ti-Cl键中的2个Cl原子被吸附在缺陷表面中的双Cl原子缺陷位置上，并与相邻的Mg原子形成新的Mg-Cl键，从而形成活性中心。内给电子体的计算结果表明，邻苯二甲酸二异丁酯在两个表面的吸附能均高于苯甲酸乙酯，更适合作为催化剂的内给电子体。

分子筛的Bronsted酸（简称B酸）中心性质是影响其催化性能的关键因素。本研究以硅铝比［n（SiO₂）/n（Al₂O₃）］为110的H改性EUO结构分子筛（简称HEUO分子筛）为模型分子筛，采用密度泛函理论的方法考察HEUO分子筛B酸位的酸强度、结构特性和电子性质。结果表明：HEUO分子筛中最易被Al原子取代的位点为T7位点，孔道中的B酸位点具有相似的酸强度和结构性质；位于T5位点的B酸位受到周围骨架O原子的影响，O—H键键长增大，Si—O—Al键角增大，H原子正电荷增多，O原子负电荷减少。轨道性质分析发现，B9位的HOMO轨道能量明显高于其他B酸位，导致了其具有比其他B酸位更低的HOMO、LUMO轨道能量差。研究从量子化学层面揭示HEUO分子筛B酸位的本征特性，为深入认识HEUO分子筛中B酸的性质提供理论支持。

通过冷模试验测试了催化裂化装置喉管式进料喷嘴的雾化效果，并对比分析了喉管式、气泡雾化和旋流气泡式喷嘴的雾化性能。结果显示：喷出的雾滴粒径均随着气液质量比（简称气液比）的增加而减小，随着距离的增加而增大；喷雾速度均随着气液比的增加而增高，随着距离的增加而降低；喉管式喷嘴喷出的雾滴在扇面上的分布较为均匀，气泡雾化喷嘴的喷雾在扇面上出现了分区，旋流气泡式喷嘴的操作稳定性较差，布气管在使用一段时间后发生堵塞，而气泡雾化喷嘴和旋流气泡式喷嘴喷雾的雾滴粒径和粒径分布、喷雾速度优于喉管式喷嘴。研究结果可为开发低气液比、小粒径的节能高效雾化喷嘴提供基础试验数据。

催化裂化（FCC）装置催化剂循环的下行部分是立管中的密相输送，催化剂流态复杂。受两器压力平衡影响，立管出口压力大于入口压力，为负压差操作。由于负压差是设计参数，工业现场技术人员对其调整范围较小，相关的设计和研究报道较少。在工业FCC装置上，测量了不同工况时负压差立管的轴向压力分布，然后采用CPFD软件研究了立管压差对立管轴向压力、颗粒浓度和循环量的影响。测量结果表明，负压差立管下部易出现填充流，造成立管轴向压力逆转。模拟结果表明：负压差阻碍立管排料，立管内颗粒藏量升高、蓄压增大；正压差立管颗粒脱气少，随正压差增大，立管轴向颗粒趋于均匀密相流，立管蓄压和催化剂循环量增大。研究结果可为立管设计和操作调整提供依据。

开展催化重整装置产品碳足迹评价对于构建炼油工业和经济社会的产品碳足迹评价体系具有重要意义。石化生产装置的能量利用状况是影响碳排放的重要因素。按照催化重整装置产品物料在生产加工过程中的能量演化进行碳足迹评价，提出了包括搭建工艺流程、建立排放源清单、分析物料平衡、排放分配以及计算碳足迹等步骤的评价方法，并以某1.0 Mt/a催化重整装置为案例计算产品碳足迹。由于不同产品经历的加工流程不同，其碳足迹会有较大差别，其中副产氢气的CO₂ 排放量较高，为1613.079 kg/t，苯和甲苯的CO₂ 排放量分别高达359.957 kg/t和428.924 kg/t；而且，由产品碳足迹计算的碳排放量与排放源清单具有较好的一致性。

以轻石脑油生产戊烷发泡剂（PFA）同时副产液化石油气（LPG）的装置为研究对象，设计了常规双塔（DC）工艺、上分隔壁塔（DWC-U）工艺、中分隔壁塔（DWC-M）工艺和进料预热的中分隔壁塔（FP-DWC-M）工艺。以年总费用（TAC）、CO₂排放量（E_CO2）和热力学效率（η）为目标，使用第二代非支配遗传算法（NSGA-II）对工艺参数进行多目标优化，获取帕累托前沿解。结果表明：应用DWC和进料预热可以提高经济效益和环境效益，改善精馏塔内组分返混；FP-DWC-M工艺具有最佳的经济效益和环境效益，与DC工艺相比，其TAC和E_CO2分别减少14.3%和23.8%。