隨著常規(guī)石油資源的減少以及原油的重質(zhì)化與劣質(zhì)化，重質(zhì)原油、稠油、超稠油與油砂瀝青等非常規(guī)石油資源的利用得到了人們的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)原油相比，重質(zhì)原油加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生更多的煉廠殘?jiān)�油，如常壓渣油、減壓渣油與油漿等。當(dāng)前傳統(tǒng)的脫碳或加氫工藝路線由于催化劑快速失活或者轉(zhuǎn)化液收較低，并不能很好地滿足上述劣質(zhì)重油或殘?jiān)�油高效利用的要求�?

　　中科院過(guò)程工程研究所許光文研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)提出了裂解-氣化耦合工藝來(lái)完成重油的梯級(jí)轉(zhuǎn)化與高效利用，特別是針對(duì)煉廠中組分重、殘?zhí)扛�、同時(shí)富含硫氮雜原子與重金屬的減壓渣油實(shí)現(xiàn)高液體收率與聯(lián)產(chǎn)氫氣。重油首先在流化床反應(yīng)器內(nèi)與活性適中的催化劑進(jìn)行裂解反應(yīng)，最大化地獲得液體油品。裂解過(guò)程中重質(zhì)焦炭附著在催化劑上，輸送到氣化器中進(jìn)行再生，同時(shí)產(chǎn)生高品質(zhì)合成氣。合成氣進(jìn)一步重整制氫，用于裂解油品加氫處理，彌補(bǔ)煉廠加工重油過(guò)程中的氫氣缺乏。再生后的高溫催化劑循環(huán)回裂解反應(yīng)器，提供重油裂解所需要的熱量。本工藝成功的關(guān)鍵在于開發(fā)合適的催化劑，需要具有適中的裂解活性來(lái)獲得高液收，同時(shí)催化氣化促進(jìn)積碳催化劑的再生。研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了同時(shí)具有重油裂解與焦炭氣化活性的雙功能（Bi-functional catalyst, BFC）催化劑，并在實(shí)驗(yàn)室小試反應(yīng)裝置上與傳統(tǒng)FCC催化劑進(jìn)行了對(duì)比與性能評(píng)價(jià)。減壓渣油裂解-氣化實(shí)驗(yàn)表明，兩種催化劑通過(guò)優(yōu)化后均能夠達(dá)到液體收率80%與重油轉(zhuǎn)化率90%，同時(shí)在三次循環(huán)試驗(yàn)中活性基本維持穩(wěn)定。積碳催化劑通過(guò)水蒸汽氣化再生得到合成氣中H2+CO大于80%。但是BFC催化劑再生時(shí)間僅為FCC催化劑的60%左右，證明了BFC催化劑具備重油裂解與焦炭氣化的雙功能特性。雙功能催化劑的成功制備極大地促進(jìn)了重油裂解-氣化耦合工藝的開發(fā)，有望實(shí)現(xiàn)劣質(zhì)重油的高效轉(zhuǎn)化利用。

　　以上研究得到了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973, No. 2012CB224801）的資助。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊FUEL（Y. Zhang et al. Bifunctional catalyst for petroleum residue cracking gasification. Fuel, 2014, 117B (30): 1196–1203.） 。