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流化催化裂化(FCC)是石油化工过程最重要的技术之一，随着国家对石油化工环保要求越来越严格，需要采取有效手段减少FCC烟气中有害气体SOx、NOx和温室气体CO2的排放。 本论文考察了改性金属氧化物活性组分的镁铝尖晶石，结果表明1.5％ CuO-8％CeO2复配的镁铝尖晶石具有良好的脱硫脱硝活性。随后，为探索CuO、CeO2作为活性组分催化氧化SO2的反应过程，进行了IR、XPS等表征，初步判断CeO2的反应过程为Mars-van Kreven过程。利用密度泛函(DFT)计算，模拟了SO2、O2在CuO(111)和CeO2(111)上的反应路径，结果表明SO3在表面脱附是反应的速率决定步骤。进一步模拟NO和CO在脱硝活性组分Cu2O上的多种可能的反应路径，所得结果显示按照Eley-Rideal路径较有可能形成反应，NO分子内N-O键分解可能是该反应的速率决定步骤。 在上述基础上，本论文进一步对所合成的CuO/CeO2改性镁铝尖晶石进行模拟工业测试，结果显示，所合成的FCC脱硫脱硝助剂在富氧、贫氧条件都能取得40min内平均70％以上的脱硫效果;在贫氧条件下，40min内脱硝率可达93％，且产品分布未受明显影响。随后基于结构导向集总模型构建了棉籽油/减压蜡油(VGO)/减压渣油(VR)的原料矩阵模型，利用混合原料的反应规则描述反应过程，结果显示按照模型优化后的操作条件（棉籽油掺炼比10％，反应温度520℃，剂油比为7和停留时间1.5s)进行反应时，可以使反应产物焦炭产率降低0.45％，汽油产率提高2.14％，具有潜在的经济价值。最后，通过将改性的镁铝尖晶石与棉籽油掺炼联用，相比只采用FCC脱硫脱硝助剂而不掺炼棉籽油的方案，可使烟气中SOx浓度最多下降22mg·m-3，使NOx浓度下最多下降89mg·m-3，同时降低焦炭含量0.8％，有利于催化裂化烟气脱硫脱硝减碳。