大连化物所孙剑团队“二氧化碳加氢制汽油中试技术”被评世界首创

近日，中国石油和化学工业联合会组织专家，在上海召开由中国科学院大连化学物理研究所和珠海市福沺能源科技有限公司联合开发的“1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试技术”科技成果评价会，评价专家组一致认为该技术成果属世界首创，整体技术处于国际领先水平，开辟了二氧化碳综合资源化利用的新路径。该技术中试装置已在山东邹城工业园区开车成功，可生产出符合国VI标准的清洁汽油产品。

大连化物所孙剑研究员在会上代表研究团队作了工作研究报告及查新报告，详细介绍了二氧化碳加氢制汽油中试技术的研发历程。他介绍，二氧化碳加氢转化制液体燃料和化学品，不仅可实现温室气体二氧化碳的资源化利用，还有利于可再生能源的储运，同时也为解决国家能源安全问题、实现“双碳”目标等提供新策略。但是，二氧化碳的活化与选择性转化极具挑战。国内外技术路线多集中于合成低碳化合物，若能利用该过程选择性生产高附加值、高能量密度的烃类燃料，将为推进清洁低碳的能源革命提供全新路线。

该工作得到了中科院A类先导专项“变革性洁净能源关键技术与示范”、国家自然科学基金、兴辽英才等项目资助。目前，该团队已形成具有自主知识产权的二氧化碳加氢制汽油生产成套技术，为后续万吨级工业装置的运行提供了有力支撑。

由大连化物所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组（DNL19T3组）孙剑、葛庆杰和位健等人组成的研究团队于2017年开发了二氧化碳加氢制汽油技术，研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上，并被《自然》（Nature）杂志选为研究亮点。该技术历经实验室小试、百克级单管评价试验、催化剂吨级放大制备、中试工艺包设计等过程，于2020年在山东邹城工业园区建设完成了千吨级中试装置。装置累计完成各项投资四千余万元，并陆续实现了投料试车、正式运行以及工业侧线数据优化，于2021年10月正式通过了由中国石油和化学工业联合会组织的连续72小时现场考核。经连续 72 小时现场考核表明：循环比 2-4，二氧化碳转化率 85.1%，汽油选择性 76.1%，二氧化碳单耗 4.3 吨，氢气单耗 0.59 吨，汽油产品辛烷值、异构烷烃和芳烃含量达到国 VI 标准。

评价专家组最后一致认为该技术成果属世界首创，整体技术处于国际领先水平，开辟了二氧化碳综合资源化利用的新路径。取得了如下主要创新成果：(1) 创制了 Na-Fe₃O₄/HZSM-5 复合催化剂，通过多活性位点协同耦合应用于一步法二氧化碳加氢制汽油的工艺，实现了汽油的高收率合成，催化剂制备简单，易于实现工业化生产； (2) 研制了高效等温固定床二氧化碳加氢反应器，通过导热油同向换热和尾气循环的集成应用，可大幅提升二氧化碳转化率和汽油选择性，满足了节能减碳的生产要求； (3) 开发了二氧化碳加氢制汽油新工艺，可在温和条件下生产以高辛烷值异构烷烃和芳烃为主要成分的国 VI 标准汽油。

中国石油和化学工业联合会科技项目处赵明处长总结发言中指出，石化联合会科技部近年来一直关注碳减排技术的开发，未来也将继续在全行业内开展绿色低碳先进适用技术的推广和应用。