CO₂加氢制汽油斩获石化联合会科技进步一等奖

　　日前，珠海市福沺能源科技有限公司与中国科学院大连化学物理研究所联合开发的二氧化碳催化加氢直接合成高品质汽油，获得2023年度中国石油和化学工业联合会科学技术奖科技进步一等奖，为CO₂高值利用，“双碳”目标的实现提供了技术支撑。

　　将二氧化碳从温室气体转化为有附加值的化学品和燃料，不仅有助于碳中和，还能在化石能源枯竭或石油价格剧烈波动的情况下加强能源安全。但是难点在于，二氧化碳是完全氧化、热力学较稳定的分子，将它活化为碳氢化合物本身就很困难。而且二氧化碳在传统催化剂表面吸附的热量相对较低，因此导致在二氧化碳加氢过程中获得的C/H比值较低。

　　珠海市福沺能源与中国科学院大化所团队制备出一种新型Na-Fe₃O₄/HZSM-5催化剂，直接将二氧化碳转化为汽油范围(C5-C11)的碳氢化合物。四氧化三铁，本身就对二氧化碳有良好的的激活作用，而添加钠这种碱性金属，明显增强了铁基催化剂的表面碱性和渗碳性，使催化剂在二氧化碳加氢产生轻质烯烃时更加活跃。

　　团队又将Na-Fe₃O₄与沸石结合，制成了多功能催化剂Na-Fe₃O₄/HZSM-5催化剂，具有三种活性点，表现出互补和兼容的特性。二氧化碳最初通过Fe₃O₄位点被H₂还原成CO，随后通过Fe₅C₂位点将CO加氢成α-烯烃。烯烃中间体随后扩散到沸石的酸性位点，在这些位点上进行酸性催化反应。最后，属于汽油范围的异构烷烃和芳烃选择性地形成，从沸石孔隙中扩散出来。此外，二氧化碳的转化率和产品的选择性，可以通过改变Na-Fe₃O₄和沸石的质量比来调节。

　　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，于2020年在山东邹城工业园区建成全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置，生产的汽油馏分主要为高辛烷值的异构烷烃和芳烃，烃类产物中汽油馏分烃(C5-C11)的选择性达到78%，异构烷烃45%，芳烃31%；环烷烃12%，直链烷烃8%，烯烃4%，不含硫，满足GB17930-2016车用汽油国六标准。有利于大规模生产；催化剂具有较好的稳定性，可连续稳定运转3000小时以上，显示出潜在的应用前景。 2022年3月4日，1000吨/年二氧化碳加氢制汽油示范装置于山东省邹城工业园区完成了科技成果评价并通过了专家组的鉴定，考核前装置稳定运行超过30天， 考核各项指标均达到或优于设计值，评价专家组专家一致认为：该技术成果属世界首创，整体技术处于国际领先水平。

　　二氧化碳催化加氢直接合成高品质汽油技术成功应用，体现出研发团队的科技创新性，推进了CCUS在“化工利用”方向的技术进步，对我国能源安全和环境保护具有重要的战略意义。