据美国能源信息署预测，到2040年全球液体燃料的77%依然来自炼油行业。因此，提高炼油工艺的效率和燃料油的质量，满足不断变化的油品市场需求，仍将是未来全球炼油业发展的重要方向。催化剂的重要性可以比喻为炼油与化工加工过程的“芯片”，而催化材料就是制造“芯片”的核心材料。催化重点实验室催化材料和催化剂研究团队瞄准我国炼油生产企业的需要，长期坚持高性能这一研究方向，支撑了我国炼油催化剂的高效发展。
在催化裂化催化剂、加氢裂化催化剂、加氢改质催化剂等重要炼油催化剂中，主要酸性活性组分是各种超稳Y型分子筛材料，这种催化材料在炼油催化剂生产中占有举足轻重的地位。NaY分子筛是生产上述超稳Y型分子筛催化剂的关键基础催化材料，是世界上用量最大的分子筛催化材料，其结晶度、硅铝比等性质不仅影响着后续催化剂的性能进而影响着炼油厂的产品分布，而且其生产效率和生产的环保性还直接影响着催化剂厂的效益和可持续发展。然而在NaY分子筛合成过程中，已有技术均使用较高的碱度和较高的硅铝比投料条件，不仅导致产品NaY分子筛骨架的硅铝比不高，而且这一过程钠和硅的投料都是大幅度过量的，致使排放的钠盐和工艺循环的硅（硅回收工艺）量很大，环保和经济效益差。企业迫切需求能较短时间内合成制备高结晶度、高硅铝比、硅源利用率高、钠盐排量放少的低成本NaY分子筛生产技术。催化重点实验室位于中国石油大学（北京）和石油化工研究院的课题组组成产学研联合攻关团队，开展了大量的基础研究工作，发现解决这一问题的关键是，如何在不提高凝胶总体碱度的前提下提高晶种的活性，并且还要保证在低投料硅铝比条件下得到较高的骨架硅铝比产品。为此实验室发明了采用分区反应提高晶种活性的方法，营造了“晶核形成”和“晶体生长”两种不同化学环境，较好地解决了硅铝比、结晶度、晶化时间、硅源利用率、低钠盐排放之间难以调和的矛盾。形成了以高结晶度、高硅铝比、高硅源利用率、低钠盐排放为特征的高性能、环保型NaY分子筛合成新方法和生产成套工业技术，在工业催化剂生产中获得大规模成功应用。
清洁汽油关系大气环境和千家万户。催化重点实验室清洁汽油催化剂研发团队，针对高硫、高烯烃的催化裂化汽油（占车用汽油的近70%），发明了梯级深度脱硫技术和烯烃定向转化技术，开发了“全馏分催化汽油硫醇重质化—轻重馏分切割—重汽油选择性加氢脱硫—重汽油降烯烃/辛烷值恢复”催化剂及工艺成套技术（GARDES），同步实现了降低硫含量、降低烯烃含量和保持辛烷值的三重目标，解决了制约汽油清洁化的瓶颈问题。这一技术在20余套汽油加氢装置上成功实现了工业应用，获得国家科技进步二等奖，有力支持了国家汽油质量升级工程，从源头上减少了汽车尾气污染物的排放，为保护环境做出了突出贡献，满足了国家和社会发展的重大需求，社会、环境效益显著。
研制具有深度脱硫、脱芳功能的劣质柴油加氢精制催化剂，以生产超清洁柴油燃料为目标，实现深度脱硫和脱芳，是一个长期困扰科研人员的世界性难题。为此，中国石油大学（北京）和石油化工研究院组成的联合课题组首先突破了两种新型分子筛材料磷铝分子筛和钛硅分子筛的工业合成技术，从载体改性入手，提出了制备具有稳定规整结构载体以提高催化剂活性和稳定性的创新思路，利用具有规整结构的含钛和含磷分子筛的形式，将磷、钛、硅元素以“AlPO4”“TiO6”和“SiO4”结构单元引入催化剂载体。在实现对催化剂载体改性的同时，避免了常规钛、硅、磷元素改性对载体孔道、比表面和酸性的不利影响，同时使加氢活性金属镍更倾向于以八面体镍物种存在，促进钨物种以多核聚钨酸物种存在，更有利于镍和钨匹配，发挥协同作用，形成更多利于空间位阻类硫化物和芳烃加氢的活性中心，促进硫、氮、芳烃的同步脱除，最终提高了催化剂的反应活性和稳定性。通过与企业加氢团队的科研人员密切合作，研制的PHF系列催化剂在我国25套（次）大型柴油加氢精制工业装置获得大面积成功推广应用，有力支撑了我国的柴油质量升级。
针对炼油企业对具有高的加氢脱硫性能、兼有高的加氢脱氮和脱芳能力催化剂技术的需求，中国石油催化重点实验室石油大学（华东）研究室课题组开发出了FDS系列柴油加氢精制催化剂技术，并形成了原创性的硫化型催化剂制备和超高活性非负载型催化剂制备平台技术，有力地支撑了我国国Ⅴ/国Ⅵ清洁汽柴油质量的升级。FDS系列柴油加氢精制催化剂及工艺技术先后在大港石化公司、长庆石化公司等7套柴油加氢装置工业应用，取得了显著的经济和社会效益。这项技术获集团公司科技进步一等奖，并入选集团公司“十大科技进展”。同时，实验室开发的无循环上流式柴油液相加氢技术，创新性地提出了无液/气循环的上流式液相加氢工艺新设计思路，开发出中国石油具有自主知识产权的C-NUM无循环上流式柴油液相加氢成套工艺技术，并配套开发了FDS-103航煤液相加氢精制催化剂。与常规馏分油加氢装置相比，大幅降低装置操作能耗30%~50%，降低装置建设投资30%~40%，可为我国炼油产品低成本清洁化提供重要技术支撑。2021年1月，中国石油组织鉴定委员会对该技术进行了鉴定，专家组一致认为：无循环上流式航煤液相加氢技术达到国际先进水平。
催化剂技术在炼化过程中作用举足轻重，催化剂技术开发水平的高低甚至直接决定一个国家炼化工业水平的高低。催化新材料、催化剂的研究开发是新工艺新技术发展的技术源泉，催化材料、催化剂的设计理念的突破正在深刻地影响着石油化工技术的发展。实验室在今后的研究工作中，不仅要致力于突破催化性能的提升，也要深耕绿色、高效，走出催化剂技术领域高质量发展之路。
