973项目申报书——重油梯级分离与高效转化的基础研究
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国家重大研发计划国家重点研发计划由原来的国家重点基础研究发展计划(973计划)、国家高技术研究发展计划(863计划)、国家科技支撑计划、国际科技合作与交流专项、产业技术研究与开发基金和公益性行业科研专项等整合而成,是针对事关国计民生的重大社会公益性研究,以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题、重大共性关键技术和产品,为国民经济和社会发展主要领域提供持续性的支撑和引领。
国家重点研发计划,针对事关国计民生的重大社会公益性研究,以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的重大科学技术问题,突破国民经济和社会发展主要领域的技术瓶颈。
将科技部管理的国家重点基础研究发展计划、国家高技术研究发展计划、国家科技支撑计划、国际科技合作与交流专项,发改委、工信部共同管理的产业技术研究与开发基金,农业部、卫计委等13个部门管理的公益性行业科研专项等,整合形成一个国家重点研发计划。
当前,从“科学”到“技术”到“市场”演进周期大为缩短、各研发阶段边界模糊,技术更新和成果转化更加快捷。
为适应这一新技术革命和产业变革的特征,新设立的国家重点研发计划,着力改变现有科技计划按不同研发阶段设置和部署的做法,按照基础前沿、重大共性关键技术到应用示范进行全链条设计,一体化组织实施。
该计划下,将根据国民经济与社会发展的重大需求和科技发展优先领域,凝练设立一批重点专项,瞄准国民经济和社会发展各主要领域的重大、核心、关键科技问题,组织产学研优势力量协同攻关,提出整体解决方案。
作为原973计划、863计划等国家发展计划的集大成者,国家重点研发计划已经成为我国针对事关国计民生的国家战略性、基础性、前瞻性重大科学技术问题,突破国民经济和社会发展主要领域技术瓶颈的重要科技资助渠道。
截至2021年12月31日,这一年科技部已经正式对外公示了122个国家重点研发计划重点专项,共计1132个国家重点研发计划项目拟获立项,其中包括142所高校拟立项项目647项,占比为57.16%。
973计划项目任务书格式•相关推荐973计划项目任务书格式国家重点基础研究发展计划(973计划)项目计划任务书项目编号:项目名称:中华人民共和国科学技术部制年月日项目基本信息项目编号:一、立项依据二、关键科学问题及研究内容三、预期目标四、研究方案五、年度计划六、科学数据汇交计划七、研究队伍主要学术骨干项目承担单位八、经费概算金额单位:万元九、项目首席科学家签字十、项目第一承担单位意见十一、项目依托部门(单位)意见十一、科学技术部批复意见编写说明项目计划任务书必须依据通过评审的项目申请书和评审反馈意见编制,不得随意变更内容。
一、项目基本信息1、项目名称应以科技部批复的名称为准;4、专业应填目前所从事领域的专业,按二级学科专业填写,参照国家自然科学基金委的专业分类目录;5、项目专家组成员由7-9人组成,项目首席科学家和项目首席科学家助理应为项目专家组成员,其中不承担本项目研究任务的专家应不少于3人,同一单位的专家不超过3人。
是否承担研究任务是指项目专家组成员是否承担本项目的研究任务,填是或否;6、队伍的总人数不包括博士生和硕士生,与第六项研究队伍中总人数一致。
二、立项依据结合国内外研究现状和发展趋势,简述项目的目的、意义以及所面向的国家需求。
三、关键科学问题及研究内容围绕国家重大需求,提出拟解决的关键科学问题并解释其内涵。
主要研究内容要围绕关键科学问题,系统、有机地形成一个整体,以项目为整体叙述,不能按课题分列。
四、预期目标预期目标必须说明项目五年内将完成哪些研究任务、所要达到的指标、理论上在哪些方面可能取得突破、重大科学问题解决到何种程度、预期对解决国家经济和社会发展面临的重大问题所作出的贡献以及相关成果。
目标应具体、明确,避免空泛。
五、研究方案包括实现项目预期目标的总体思路和创新点、课题设臵以及课题之间的相互关系。
1、说明实现项目五年预期目标的总体研究思路和项目研究的技术路线及可行性。
2、创新点3、课题设臵,分别说明每个课题的主要研究内容、目标、承担单位、课题负责人及课题在整个项目经费中所占比例等。
万诚知识产权——关于“973”计划申报指南科技部近日发布通知,开始征集国家重点基础研究发展计划(即“973计划”,含重大科学研究计划)2015年度项目。
“973计划”是以国家重大需求为导向,对我国未来发展和科学技术进步具有战略性、前瞻性、全局性和带动性的基础研究发展计划。
重点支持农业科学等9个面向国家重大战略需求领域的基础研究,并围绕纳米研究等6个方向实施重大科学研究计划。
九大领域2015年度“973计划”项目申报,主要包括以下九大重点领域:一、农业科学领域1.光合作用分子机制与作物高光效品种选育。
2.重要经济作物油菜或薯类的遗传改良。
3. 重要农业动物扩繁与健康养殖研究。
4.高产作物群体结构与气候、土壤等生态因子的匹配原理与调控机制。
5. 新型农业微生物制剂的基础研究。
6.重要造林树种或竹子速生优质抗逆品系培育的生物学基础(C类)。
7.家禽或重要水产品种的可持续养殖研究(C类)。
8.人工草地功能调控研究(C类)。
二、能源科学领域1.低渗透与致密油气开发渗流理论和提高采收率新方法。
2.电压源型高压多端直流输电设备和系统。
3.新型高性能二次电池研究。
4.海洋深水油气安全高效钻完井工程理论及方法。
5.规模储能和储热过程的基础研究(C类)。
6.典型过程工业优化和节能(C类)。
7.能源动力系统高效清洁利用的科学问题研究。
8.我国西部生态脆弱区煤炭科学规模开发与水资源保护(C类)。
三、信息科学领域1.网络通信与计算的协同理论与方法。
2.高级人机交互的计算理论及实验研究。
3.图像与视频数据的高效表示与处理。
4.具有重要应用前景的原创性新型信息器件研究。
5.新型生化微传感器系统研究。
6.基于开源代码的软件开发的原理与方法(C类)。
7.城市大数据的计算理论和方法(C类)。
8.深空环境下的信息传输理论(C类)。
四、资源环境科学领域1.中国特提斯域若干典型区(带)复合成矿系统及其深部驱动机制。
2.山地水土要素时空耦合过程、效应及其调控。
项目名称:物联网体系结构基础研究首席科学家:马华东北京邮电大学起止年限:2010.9至2015.9依托部门:教育部二、预期目标3.1总体目标面向生态保护、节能减排、现代服务等领域重大需求,以解决物联网应用领域共性问题为目标,围绕物联网体系结构和关键技术中的基础科学问题开展研究,运用系统科学的理论,探索物联网的基本规律,建立物联网体系结构模型、子网互连模型,提出物联网网络融合与自治机理,提供网络度量与评测的方法,解决局部动态自治和高效网络融合中面临的大规模异质网元的互连互通问题;建立对物联网感知信息进行融合计算的模型和方法,提出网元之间信息交互中信息表达、效能平衡和权限保护的机理与方法,解决不确定性感知信息的整合适配问题;提出系统环境动态问题域建模、软件平台对环境信息的自动获取和理解、自适应求解的方法,形成动态环境中服务提供机理,解决动态系统环境中的服务适应适用问题。
本项目将在大规模异质网元数据交换、不确定信息整合以及动态系统环境服务提供等方面取得原创性理论成果和关键技术突破,并在林区生态保护领域进行大规模的试验和验证;形成一批有自主知识产权的成果,为大规模、实用的物联网设计和高效运行提供理论指导,推动我国在物联网领域的跨越式发展,使我国该领域研究达到国际先进水平。
本项目研究将为提高我国物联网研发能力奠定坚实基础,为“感知中国”国家物联网发展战略做出支撑,同时为国家培养一批从事物联网研究青年学术带头人和研究骨干。
3.2三年预期目标本项目的三年预期目标分四个方面:(1)基础理论方面在物联网系统模型、设计原理和实现机理的基础研究上取得突破,创建物联网体系架构模型、异构网络互连模型、性能评价体系与度量模型、信息表达模型、服务模型,形成物联网网络融合与自治机理、数据交换机理、隐私保护机理、服务提供机理,建立信息融合计算理论、服务提供理论,指导大规模异质网元的高效互连、不确定信息的有效利用、动态系统环境的服务提供等关键问题的解决。
项目名称:数字化制造基础研究首席科学家:丁汉华中科技大学起止年限:2005-12-1依托部门:教育部湖北省科技厅一、研究内容数字化制造已成为推动21世纪制造业向前发展的主流,其重要特征表现在:制造装备的自律性和自适应性;制造过程的可预测性和可控性;制造系统的可维护性和制造信息的可重用性。
结合国家制造业的重大需求和数字化制造的发展趋势,本项目以制造装备高精度数字化控制及大惯量大行程高精度同步控制、制造过程的物理场多尺度数字仿真、复杂曲面数字化精密加工、多源多工序制造质量控制、制造执行过程决策与优化等数字化制造关键共性技术为突破口,本项目围绕下列三个重要科学问题展开研究:科学问题之一:数字制造装备的动态行为与性能演变规律在能源、运载、国防等领域,需要制造大型、薄壁、复杂、难加工材料的精密零件,对制造装备的精度、效率、可靠性等性能指标提出了更高的要求。
如加工直径8米、重达100吨舰船用螺旋桨的大型车铣复合加工机床,结构非常复杂(要求七轴五联动),行程范围高达10米,加工精度高。
又如我国目前用于航空、航天、国防等行业锻造大型构件的3万吨模锻水压机,其活动横梁自重2100吨,行程1830毫米,要求全行程位移误差小于0.13毫米。
在高速、高加速度、大载荷、大位移等非常规工况下,摩擦、振动、冲击、变形、结构间隙等非线性因素将直接影响装备的动力学行为,使装备的性能发生变化,对现有的控制理论和方法提出了极大的挑战。
分别以高性能数控机床和巨型精密模锻水压机两类典型数字制造装备为对象,研究数字制造装备在复杂工况和运行状态下的动态行为和性能演变规律,为设计新型数字装备和数控系统提供理论依据和技术基础,主要研究内容包括:1) 高速数控机床动态行为演变及其高精度控制随着高性能数控机床精度、效率越来越高,高速、高加速度和变加速度成为数控机床动态行为的主要表现形式,机床的力学特性(如结构、间隙、动静刚度、摩擦特性、振动、噪声、非线性时变载荷等)、热学特性(如热变形、热稳定性等)、以及力、热耦合特性对机床的加工质量和效率产生显著影响。
英文回答:Vegetables play an important role in promoting people ' s health and increasing food production as essential foods for human daily life。
In order to improve the production and quality of vegetables, it is necessary to strengthen research on genetic regulation networks to identify the core genes and their interrelationships and to provide a scientific basis for good breeding and genetic improvement。
It is also important to conduct an in—depth study of the response of specific genetic regulation mechanisms for vegetables to environmental factors and regulation of resistance。
Strengthening research on critical genetic regulation networks for vegetables is an important step towards increasing the resilience and adaptability of vegetables。
The Government should increase its investment in genetic regulation of vegetables and develop policies and measures to promote scientific development and technological progress in the vegetable industry。
973项目申报书——2024CB939900-能领域纳米材料机敏特性的关键科学问题研究项目申报书一、项目背景与意义纳米材料因其独特的物理、化学及机械性能,在能源、环境、电子、生物医药等领域具有广泛的应用前景。
然而,纳米材料的机敏特性,如其高比表面积、粒子尺寸和形貌的影响,使其在应用过程中面临的科学问题日益复杂。
本项目旨在解决能领域纳米材料机敏特性的关键科学问题,通过研究纳米材料的制备、表征、性能调控等方面,推动纳米材料在能源、环境和生物医药等领域的应用。
二、项目目标1.研究纳米材料的制备方法,包括化学合成、物理法合成、生物法合成等,以获得具有特定尺寸、形貌和结构的纳米材料。
2.探索纳米材料的机敏特性与其结构、形貌之间的关系,揭示纳米材料的微观机理。
3.研究纳米材料的表面性质和界面效应在机敏特性中的作用机制,理解纳米材料在不同环境下的变化规律。
4.开发纳米材料的功能化应用技术,实现纳米材料在能源、环境和生物医药等领域的应用。
三、项目内容与研究方案1.纳米材料的制备方法研究(1)化学合成法:通过溶胶-凝胶法、溶液法等方法制备纳米颗粒、纳米棒、纳米管等纳米材料。
(2)物理法合成:通过气相沉积、溅射等方法制备纳米薄膜、纳米线等纳米材料。
(3)生物法合成:利用生物体或生物群体作为模板制备特定结构的纳米材料。
2.纳米材料的结构与性能关系研究3.纳米材料的表面性质与界面效应研究运用表面科学和界面化学的原理和方法研究纳米材料在不同环境下的表面性质和界面效应,深入理解表面与界面对纳米材料性能的影响机制。
4.纳米材料的应用研究基于以上研究成果,开发纳米材料的功能化应用技术。
探索纳米材料在能源、环境和生物医药领域的应用潜力,包括但不限于新型催化剂、高效能源材料、环境污染治理材料、生物传感器等。
四、项目预期成果1.纳米材料的制备方法和调控原理,为不同尺寸、形貌和结构纳米材料的制备提供指导。
2.纳米材料的性能与结构之间的关系及其机敏特性的理论模型。
973计划中医理论基础研究专项简介973一、国家重点基础研究发展计划(973计划)简介 1、背景与意义1997年6月4日,原国家科技领导小组第三次会议决定要制定和实施《国家重点基础研究发展规划》,随后由科技部组织实施了国家重点基础研究发展计划(简称973计划)。
制定和实施973计划是党中央、国务院为实施“科教兴国”和“可持续发展战略”,加强基础研究和科技工作做出的重要决策;是实现2010年以至21世纪中叶我国经济、科技和社会发展的宏伟目标,提高科技持续创新能力,迎接新世纪挑战的重要举措。
2、目标与任务973计划的战略目标:加强原始性创新,在更深的层面和更广泛的领域解决国家经济与社会发展中的重大科学问题,以提高我国自主创新能力和解决重大问题的能力,为国家未来发展提供科学支撑。
973计划的主要任务:一是紧紧围绕农业、能源、信息、资源环境、人口与健康、材料等领域国民经济、社会发展和科技自身发展的重大科学问题,开展多学科综合性研究,提供解决问题的理论依据和科学基础;二是部署相关的、重要的、探索性强的前沿基础研究;三是培养和造就适应21世纪发展需要的高科学素质、有创新能力的优秀人才;四是重点建设一批高水平、能承担国家重点科技任务的科学研究基地,并形成若干跨学科的综合科学研究中心。
3、定位973计划的组织实施,以国家目标为宏观导向确定工作总体部署,形成合理布局,体现为技术创新提供动力和源泉,为经济、社会的可持续发展提供支撑的要求。
在973计划项目的安排过程中,我们加强对于国家重大需求的分析和战略研究,围绕国民经济产业结构调整与高新技术产业发展、经济和社会信息化、提高人民生活质量和健康水平、自然资源及其有效利用、生态、环境与社会协调发展、西部大开发等国家重大需求,面向未来,面向科学前沿,开展重大关键科学问题的研究。
二、 973计划中医理论基础研究专项简介1、背景与意义973计划是以国家重大需求为导向,对我国未来发展和科学技术进步具有战略性、前瞻性、全局性和带动性的国家科技计划。
科技部基础研究司关于973计划重大科学问题导向项目申报的通知文章属性•【制定机关】科学技术部•【公布日期】2010.10.11•【文号】国科基函[2010]20号•【施行日期】2010.10.11•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】基础研究与科研基地正文科技部基础研究司关于973计划重大科学问题导向项目申报的通知(国科基函〔2010〕20号)各有关单位:973计划和国家重大科学研究计划将根据其定位,在“十二五”期间紧密围绕国家重大需求凝练科学问题,突出研究目标。
一方面,各领域将加强科学问题的针对性;另一方面,将围绕若干重大科学目标,组织实施重大项目。
经前期“十二五”规划战略研究,973计划专家顾问组、领域专家咨询组初步酝酿提出了一批重大科学问题,今年拟选择“新型高温超导材料和物理研究”等9个方向(附件1)予以试点启动。
其中,新型高温超导材料和物理研究、量子芯片和全量子网络、人类智力和创造力的神经基础、突破22纳米特征尺寸的集成电路新原理与新技术、替代贵金属的纳米催化材料、高效低成本新型光伏材料与器件等6个重大科学问题将依托现有在研的973计划重大项目和国家重大科学研究计划项目进行重组。
具体工作另行部署。
人工合成生物体系、诱导多功能干细胞(iPS)猪与小型猪疾病模型、非编码RNA与干细胞命运调控等3个重大科学问题按照973计划管理办法的具体要求组织申报、评审。
请针对相应的主要研究内容,组织提出项目申报,也可结合现有项目提出申请(项目申请书编写提纲、申报要求请见附件2、附件3)。
上述项目拟于今年启动,受理日期为10月25日17:00前,请各单位做好申报工作,逾期不予受理。
咨询电话:************58881073 58881557 58881076受理部门:科技部基础研究管理中心传真:************电子邮件:***************.com附件:1. 973计划重大科学问题2. 项目申请书编写提纲3. 项目申报要求科技部基础研究司二〇一〇年十月十一日附件1:973计划重大科学问题1、新型高温超导材料和物理研究(依托现有项目重组)研究内容:研究并提出非“电-声子耦合”的全新型超导配对机制,发现新型超导材料体系,突破77K液氮温度下应用瓶颈。
项目名称: 重油梯级分离与高效转化的基础研究 首席科学家: 鲍晓军 中国石油大学(北京) 起止年限: 2010年1月-2014年8月 依托部门: 中国石油天然气集团公司 教育部 一、研究内容 (一)重油复杂多层次组成-结构-性质及催化转化化学 发展在分子水平上研究重油组成、结构和物理化学性质的系统表征手段和理论解析方法,揭示“可转化”与“不可转化”重油分子在不同沸程超临界流体萃取窄馏分中的分布规律,阐明其在加氢处理催化剂及催化裂化催化剂上的转化行为,特别是“不可转化”分子对“可转化”分子转化行为的影响及其与催化剂酸性和孔道结构的关系,是指导重油梯级分离溶剂体系优化、梯级分离过程强化和梯级分离组分转化催化剂设计的理论基础。为此,需要认识以下几个方面的基础问题: (1)建立重油分子层次组成、结构和物理化学性质的系统表征手段与理论解析方法,构建分子层次上的组成、结构、物理化学性质预测模型,突破重油平均结构描述的局限。 (2)认识超临界状态下重油分子群相间转移配分的规律,建立分子热力学模型,克服假组分热力学模型的局限性,指导梯级分离体系的优选。 (3)从分子层次描述重油分子在催化剂上的扩散、吸附及转化规律,突破集总动力学采用平均组成结构对重油转化机理描述的局限性,指导重油轻质化催化剂的研究开发。 针对上述问题的解决,设置“重油梯级分离与转化的化学基础”1个课题。主要研究内容为: (1)建立将重油化学向分子层次推进的重油组成-结构-物理化学性质分析表征的成套方法,系统揭示重油组成-结构-物理化学性质之间的内在关系。 (2)认识重油中“可转化”与“不可转化”分子在超临界流体萃取体系中的相平衡性质,发展高选择性甄别“可转化”与“不可转化”分子的溶剂萃取体系。 (3)系统研究重油分子在催化剂上的扩散、吸附及转化行为,为构建基于孔道结构和酸性分布调变的重油高效洁净转化催化剂体系奠定理论基础。 (二)重油梯级分离和残渣气化过程的放大规律及设计方法 重油梯级分离的核心在于,基于超临界流体对重油中“可转化”分子和“不可转化”分子的选择性分离能力,以最大限度地获得可供催化转化的原料为目标,尽可能地将“不可转化”分子富集在重油残渣中,并根据转化性能的优劣依次将 “可转化”分子分离为催化裂化原料和加氢处理原料。因此,获得高选择性的分离溶剂体系、提高梯级分离过程的萃取效率及残渣与溶剂的分离效率、实现萃余残渣的综合利用就成为重油梯级分离过程开发必须解决的关键技术问题。为给这一关键技术的突破提供解决方案,必须解决以下基础问题: (1)深入认识“可转化”和“不可转化”分子在超临界流体萃取窄馏分中的分布规律,发展适当的化学预处理方法和物理强化方法,提高梯级分离过程对不同来源劣质重油的适应性和强化梯级分离过程的传质。 (2)掌握重油超临界流体萃取分离过程的传递规律、残渣-溶剂体系在喷雾造粒过程中的快速相变行为、残渣输送过程中的多相流动特性,发展重油多级萃取-萃余残渣/溶剂喷雾造粒/溶剂回收-残渣输送耦合过程及其关键装备的设计放大方法,为百万吨级的工业应用奠定基础。 (3)了解重油残渣的物理化学性质,研究残渣气化制氢的热力学与动力学,发展适合于重油残渣气化的造气体系、进料方式和反应器构型,形成重油残渣气化制氢的工艺流程,为百万吨级的工业应用奠定基础。 针对上述问题的解决,设置“重油梯级分离过程的放大规律与设计方法”和“重油残渣气化制氢过程的放大规律与设计方法”2个课题。主要研究内容为: (1)针对耦合多相流动、传质及快速非平衡相变分离的重油梯级分离耦合残渣造粒过程,发展强化萃取、脱残渣油多级分离、残渣喷雾造粒及输送的新方法。 (2)在项目依托部门的支持下,完成1.5万吨/年示范装置的运行,获得系统的实验数据,建立过程及其关键装备的设计放大方法,为重油梯级分离过程百万吨级工业应用奠定基础。 (3)获得对重油残渣气化规律的系统认识,提出具有低二氧化碳排放的气化剂组成和适合于工业化操作的重油残渣气化工艺参数。 (4)揭示引入异性颗粒改善流化性能的协同作用机制和调控规律,通过冷模、数值模拟和实验研究结合的方法建立提升管燃烧和湍动床气化相耦合的重油残渣气化制氢过程放大设计方法,为重油残渣气化制氢过程的工业应用奠定基础。 (三)重油高效洁净转化催化剂的设计制备和过程调控方法 重油经梯级分离过程脱除残渣后,可以得到转化性能较好的催化裂化原料和转化性能较差的加氢处理原料(必须经过进一步处理才可作为催化裂化进料),基于对重油梯级分离窄馏分中“可转化”分子与“不可转化”分子结构、性质、分 布特点及其在催化转化过程中相互影响规律的认识,通过催化材料的创新和催化剂制备方法的创新,设计和制备适合于不同梯级分离馏分高效转化的催化剂及重油加工产品加氢改质催化剂,并发展相应的催化转化新工艺,是重油高效洁净转化的最终实现。为此,必须解决如下基础问题: (1)基于对重脱残渣油中烃类分子和非烃分子(主要是含硫、含氮化合物以及金属有机化合物)在分子水平上结构特征的认识,分别设计具有定向脱残炭、脱硫、脱氮和加氢裂化功能的催化剂孔结构与酸性能,发展精确调控催化剂载体孔结构、表面酸性、组分间相互作用强度及活性相粒子形貌和尺寸的方法;基于各反应器的反应深度及其对催化剂活性的要求,确定各催化剂金属组分的类型及含量,掌握金属组分的不同引入方法对于催化剂中金属活性组分状态及性能的影响规律,获得具有定向脱残炭、脱金属、脱硫、脱氮和加氢裂化功能的催化剂制备方法;研制配套的保护剂、脱金属催化剂、脱硫催化剂、脱氮催化剂,考察各催化剂活性水平对产物性质的影响,确定各催化剂的适用工艺参数范围;基于上述催化剂系列,发展重脱残渣油加氢处理新过程。 (2)系统考察重油大分子在催化裂化条件下的转化行为,认识重油催化裂化催化剂中分子筛活性组分和基质的相互作用及其协同效应,提出重油大分子的有效转化途径和新型重油催化裂化催化剂的设计思路;发展Y、ZSM-5、分子筛等大宗催化材料的高性能化制备与改性新技术,形成催化剂制备的平台技术,获得调控主导催化裂化反应的高活性与高选择性的分子筛固体酸活性中心的方法,并从“半合成”和“原位晶化”两条路线来设计催化剂基质组分,充分发挥基质在保护活性组分、重油分子预裂化、提高产物分子扩散速率和延长催化剂使用寿命等方面的作用,研制提高重油转化深度和改善产品分布的系列催化裂化催化剂。 (3)根据清洁燃料标准对车用燃料中硫、氮等杂原子化合物和烯烃、芳烃等烃类化合物含量不断严格的控制要求和提高燃烧性能对烃类组成的改进要求,研制有效脱除重油加工产品中硫、氮等杂原子化合物的催化剂和实现石油烃类定向转化的新型催化剂,发展清洁油品生产新过程,实现重油加工产品的清洁化。 为解决上述问题,设置“重脱残渣油加氢处理催化剂及反应工程基础”、“重油催化裂化催化剂的设计与制备”、“重油加工产品加氢改质催化剂及反应工程基础”等3个课题。主要研究内容为: (1)认识重脱残渣油中硫氮化合物、多环芳烃及金属有机化合物加氢反应的热力学和动力学行为,建立平衡催化剂裂化和加氢活性的催化剂活性调控方法;根据重脱残渣油的分子结构特点,构筑具有适宜孔道与酸性分布的特定功能型加氢处理催化剂载体材料;系统研究重脱残渣油加氢处理效能与反应物料的流动、传质和催化剂性能之间的内在规律,确定催化剂级配方案和最优的工艺条件。 (2)建立重脱残渣油加氢处理催化剂的制备平台,研制出1个级配系列计3~4种可工业化催化剂,发展重脱残渣油加氢处理新工艺。 (3)基于对重油大分子在催化裂化条件下转化行为的研究,揭示催化剂中分子筛活性组分和基质的作用机理,提出重油大分子的有效转化途径和新型重油催化裂化催化剂的设计方法。 (4)发展大宗催化裂化材料(主要为Y、ZSM-5和β等活性组分和氧化铝、氧化硅及高岭土等基质材料)的高性能化制备技术,形成催化剂制备的平台技术,获得调控主导催化裂化反应的高活性与高选择性的分子筛固体酸活性中心的方法。 (5)从“半合成”和“原位晶化”两条技术路线来设计催化剂基质组分和催化剂制备技术路线,研制出2~3种重油高效催化裂化催化剂,获得工业化应用,使重油转化能力提高1.5个百分点,目的产品收率增加1个百分点。 (6)深入认识重油加工产品中硫、氮等杂原子化合物在加氢精制催化剂上的反应规律,发展降低加氢精制过程操作苛刻度的催化剂制备新方法,获得2~3种可工业化的加氢脱硫、脱氮催化剂。 (7)发展将汽油中的烯烃和柴油中的直链烷烃定向转化为异构烷烃、饱和柴油中芳烃的催化材料改性方法,研制出1~2种可工业化的石油烃类定向转化催化剂。 (8)建立重油加工产品加氢改质过程的反应网络和动力学模型,获得催化剂的尺寸、几何构型、装填方式和反应器构型、级联方式对汽柴油加氢改质过程操作性能的影响规律,建立加氢改质工艺和反应器的设计放大方法。 二、预期目标 (一)本项目的总体目标: 1.发展重油复杂多层次组成、结构与物理化学性质的系统分析表征方法,揭示重油的组成、结构和物理化学性质及催化转化行为的内在关联,推动重油化学向分子层次发展,保持我国在重油加工基础理论研究方面的国际先进地位。 2.形成以“梯级分离为龙头、以催化转化为核心、以残渣的综合利用相配套”的重油高效洁净转化新技术路线,为实现占我国石油加工总量约40%的重油的高效转化和优化利用提供技术源头。 3.建立多学科交叉、“产学研”紧密结合的重油高效洁净转化利用研究团队,培养具有综合研究能力的重油加工基础理论研究和应用技术开发学术带头人队伍,为我国石油加工工业的可持续发展奠定人才基础。
(二)五年预期目标: 1.建立包括重油超临界流体萃取分离、高分辨质谱、分子模拟等主要手段的重油复杂多层次组成、结构、物理化学性质的系统研究方法,系统揭示重油组成、结构和物理化学性质的内在关联;阐明国内外具有代表性重油的催化转化性质,为重油梯级分离组分高效转化催化剂和重油加工产品清洁化催化剂的研究开发提供理论指导。 2.发展甄别“可转化”与“不可转化”分子的高选择性重油梯级分离体系和工艺过程,掌握重油梯级分离过程和重油残渣气化制氢过程的放大规律,建立重油梯级分离和重油残渣气化制氢过程的设计放大方法;发展催化材料的复合与组装方法,研制出1个级配系列的重油加氢处理催化剂、2~3个重油催化裂化催化剂和2~3个重油加工产品改质催化剂;集成上述成果,形成以“梯级分离为龙头、以催化转化为核心、以残渣的综合利用相配套”的重油高效洁净转化新技术路线,并在产业部门的支持下获得示范应用,在产品质量满足未来清洁燃料标准的前提下使劣质重油转化的轻质产品收率较焦化工艺路线提高5个百分点。 3.申请95件发明专利,建立以若干项母专利为核心的重油加工技术自主知识产权保护网;在SCI 源学术期刊上发表论文200篇,撰写有关重油加工理论和技术的英文专著1部。