石化联合会副会长李彬:石化行业需要突破11大领域关键技术

日期: 2024-06-10 09:14:34|浏览: 91|编号: 73060

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石化联合会副会长李彬:石化行业需要突破11大领域关键技术

1.“十三五”以来石化行业科技创新成果

(一)形成一批催化新技术,有力推动产业转型升级

“十三五”以来,我国催化领域新技术不断涌现,极大促进了石化产业转型升级。

1、中国石油大学(华东)完成的“以原油为原料直接生产烯烃”技术项目,经过十余年的研究,攻克了催化剂、反应器、再生器换油等一系列难题,工业试验装置一次性试车成功。

2.中国石化工程建设有限公司等单位联合研发的“劣质原料绿色低碳高效催化裂解技术”,填补了国内催化裂解在重质劣质原料加工方面的技术空白,对炼厂重质劣质原料绿色低碳高效转化发挥了重要支撑作用。

3、中科院大连化学物理研究所研制的“烯烃非均相氢甲酰化单原子催化剂”,解决了均相催化非均相80多年来一直未能解决的配体和活性金属组分损失问题,经济效益显著。

4、北京首钢朗泽科技有限公司等单位完成的“富含一氧化碳工业尾气生物发酵制乙醇集成及工业应用”项目,开发了含碳工业尾气发酵生产乙醇新技术,打破了传统的工业尾气利用方式,开辟了生产非粮燃料乙醇及饲料蛋白的新途径。

5.中国科学院过程工程研究所完成的“离子液体催化二氧化碳合成碳酸盐绿色低碳新技术”攻克了离子液体活性低、成本高、长期运行稳定性差等难题,实现了规模化工业应用。

6、中国科学院大连化学物理研究所开展的“二氧化碳催化加氢直接合成高品质汽油基础研究”,在国际上首次开辟了二氧化碳催化加氢直接合成高品质汽油的新路线,为二氧化碳加氢生产液态烃的研究拓展了新思路。

(二)形成一批先进勘探开发技术,有效提升我国油气供应保障能力

“十三五”以来,广大石油和化工企业和科研机构、大专院校积极开展油气资源勘探开发领域科研攻关,形成一批先进的勘探开发技术,有效提升了我国油气供应保障能力。

1.中国海油等单位完成的“海域富油气凹陷勘探理论与技术创新暨我国近海重大突破”项目,经过16年协作攻关,开创了我国近海盆地边缘中小型凹陷、活动大陆边缘煤型凹陷大油气田勘探理论与技术,指导发现了13个富油气凹陷,三级地质储量15.07亿吨油当量,其中探明油气地质储量8.41亿吨油当量,对保障国家油气安全具有重要意义。

2.中国石油长庆油田通过加强低渗透油气藏技术研发,取得了一系列关键技术突破,获得省部级以上科技成果奖100多项,为实现原油5000万吨稳产奠定了坚实基础。

3、中国石油克拉玛依油田公司建立了凹陷区砾石储层勘探理论与技术体系,发现了全球最大完整砾石油田,确立了我国在该领域的国际领先地位。

4.中国石化等研发的海相碳酸盐岩缝洞型油藏精细描述、数值模拟及高效注水开发技术,带动我国第一个特大型海相缝洞型油田——塔河油田的开发建设,实现了我国由陆相油田开发向海相油田开发的重大跨越,为今后大规模海相油气田开发提供了重要的技术手段。

5、中国石化在涪陵开发了中国首个、世界最大的页岩气田——涪陵页岩气田,使我国成为北美以外第一个实现页岩气规模开发的国家。

6.中国石油大学(北京)等单位研发的非常规油气钻井井壁稳定与保护油气层新技术,解决了非常规油气井钻井过程中的井壁坍塌、储层伤害、摩阻大、卡钻等重大难题,彰显了我国非常规钻井液技术的国际竞争力。

(三)掌握了一批具有自主知识产权的现代煤化工技术,保持了我国现代煤化工国际领先地位。

“十三五”以来,我国现代煤化工产业在全球原料多元化进程中加快推进,攻克了一大批核心关键技术难题,通过实施示范项目,实现了关键技术装备的产业化。

1、天津大学等单位完成的合成气合成乙二醇关键技术及工程应用项目,形成了具有自主知识产权的全套技术专利,并成功应用于20套工业生产装置,打破了国外技术垄断,关键技术市场占有率超过78%。

2、多喷嘴对置水煤浆气化技术、航天粉煤加压气化技术、水煤浆水冷壁废锅炉气化技术等先进煤气化技术正向长远化、规模化发展迈进。

3.与国家能源集团宁夏煤炭工业公司等单位合作完成的400万吨/年煤间接液化示范项目,发明了高活性、高选择性、高耐磨的费托合成铁锰催化剂,首创了高温浆态床费托合成新工艺;开发了大规模煤间接液化系统集成及清洁操作技术成套,最终实现“安全、稳定、清洁”运行,推动了我国煤间接液化产业的发展。

4、陕西煤业化工集团等单位联合开发的低阶煤气热载体分段多层热解成套工业技术(SM-GF),有效解决了低阶煤热解领域存在的设备大型化工业化程度低、原料适应性窄、含油煤气除尘效率低、产品质量差、节能环保水平低等问题,实现了煤炭资源的梯级利用、价值提升和系统热量的综合有效利用。

5、中科院大连化学物理研究所研制的第三代甲醇制烯烃催化剂已应用于工业装置,大大降低了单位烯烃的甲醇消耗,大大提高了经济效益。

6.依托示范项目,我国现代煤化工技术创新进一步深化,合成气直接制烯烃技术、合成气直接制芳烃技术、甲烷无氧偶联制乙烯联产芳烃技术、粉煤热解气化一体化(CCSI)技术、甲醇甲苯制对二甲苯联产烯烃流化床工艺(DMTA)、油煤配煤技术、煤分级液化技术、二氧化碳加氢制甲醇技术、甲烷—二氧化碳干重整制合成气技术、高温流化床费托合成关键技术等一批革命性技术正处于涌现的关键阶段,现代煤化工可持续发展能力显著增强。

(四)化工新材料、高端化学品“短板”“高地”技术取得一批突破,引领产业迈向中高端

“十三五”以来,我国化工新材料和专用化学品在先进高分子材料、高性能树脂、功能膜材料、电子化学品、功能化学品等一系列重要领域取得突破性进展。

1、中国石化茂金属催化剂在齐鲁石化乙烯装置成功应用,自2016年起实现茂金属聚乙烯专用树脂规模化工业化生产,填补了我国单活性位催化剂聚烯烃的空白。

2、万华化学研发的脂肪族异氰酸酯(ADI)全产业链制造技术,打破了国外公司对ADI系列产品全产业链制造技术长达70年的垄断,培育了全球品种最齐全、技术最领先、产业链最完整的ADI特色产业集群,实现了航空航天军工、高端装备制造业、新能源和节能环保产业关键原材料的国产化和自主供应。

3、山东东岳高分子材料有限公司在开发第一代国产氯碱膜的基础上,成功研发出“高电流密度、低槽电压”新一代高性能自主氯碱离子膜,可全面替代国外产品,是国产氯碱离子膜发展的又一里程碑,推动了我国整个氯碱行业的技术创新。

4、金发科技开发出性能国际领先的PA10T系列耐高温半芳香族尼龙产品,实现了半芳香族高温尼龙的产业化,打破了国外在该领域的技术和市场垄断,抢占了市场竞争的制高点。

5、湖北兴发集团研发出超高纯电子级磷酸及芯片高选择性蚀刻液生产关键技术,通过突破高纯黄磷制备技术、磷酸酐膜阻隔及腐蚀防护技术,制备出超高纯电子级磷酸及蚀刻液,实现了我国磷化工由工业级、食品级向超高纯电子级的重大跨越,为国产芯片生产提供了关键材料。

6、福州大学等单位开发的天然抗冻肽工业化绿色制备技术,实现了天然抗冻肽的高效制备及其在低温冷链产品中的产业化应用,全面提升了抗冻肽及其产品的国际市场竞争力。

(五)创新研发一批先进的工艺强化和资源利用技术,快速提升行业绿色发展水平

“十三五”以来,全行业积极研发和推广先进工艺强化和资源利用技术,行业能耗总量和重点产品能耗持续下降,“三废”排放明显减少。

1、中国石化石油化工研究院等单位完成的“变径流化床催化反应工程化技术与工业实践”项目,连续攻关25年,首次提出流化床变径分区构筑多个反应区新理念,突破多种流型并存的工程化技术瓶颈,已在国内外公司87套工业装置上应用,对引领和推动我国石油炼制化工行业可持续发展具有重要意义。

2、上虞新和成生化有限公司等单位从源头创新,发明了以氮掺杂碳为新载体的系列负载型纳米金属催化剂,显著提高了催化剂的活性和稳定性,在国际上首次实现了工业化应用,实现了维生素E等精细化工产品的高值化和产业的绿色化。

3.苏州大学等研发的低浓度挥发性有机物(VOCs)富集去除多催化剂嵌入法强化技术及应用,解决了低浓度污染物、低驱动力条件下富集/催化降解效率低的技术难题,为低浓度废气、废水中VOCs及难降解有机物的去除提供了可行的工程应用技术。

4.针对碳四烷基化生产超清洁汽油的巨大需求,中国石油大学(北京)研发出绿色、安全、环保的新型碳四烷基化技术,建成世界首套10万吨/年复合离子液体碳四烷基化工业装置,打破了国外公司在清洁汽油生产方面的技术垄断,攻克了困扰炼油工业几十年的世界性难题。

5、清华大学与瓮福集团研发的微通道湿法磷酸净化技术,食品级磷酸生产成本较热法工艺降低23.8%,较引进湿法磷酸净化技术降低4.2%。

6、浙江新安化工集团研发了氯资源循环利用技术和硅磷资源利用技术,解决了有机磷、有机硅协同生产中氯、硅、磷的技术难点,实现了氯、硅、磷的高效利用。

7.南京理工大学等自主研发的用于有机溶剂回收的有机-无机复合膜,实现了化工原料和化工产品制造行业中高纯有机溶剂的回收和资源化再利用。

(六)研制出一批重大技术装备,提升了行业装备自主化水平

“十三五”以来,为满足国民经济建设和行业发展对重大技术装备的迫切需求,我国在油气勘探开发、大型炼油化工、现代煤化工、橡胶和塑料加工等领域研制了一批核心技术装备,提高了行业装备自主化水平。

1、中国石油大学(华东)等单位完成的“超大直径/超大壁厚承压设备局部热处理关键技术与应用”项目,研发了双向残余应力现场无损评估技术与装备,解决了大型承压设备因残余应力难以消除而导致开裂事故频发的关键技术难点,发明了局部焊后热处理温度-应力-变形控制技术,打破了国外技术垄断,提升了我国重大承压设备的国际竞争力。

2.中国石化工程建设有限公司等经过数年联合攻关,开发了安全、高效、环保的大型液化天然气接收站成套技术,打破了国外对该领域核心技术和关键设备的垄断。

3、重油催化裂化主机装置实现自主化;高压加氢反应器、螺纹锁紧环高压换热器、高压空冷器、离心式和往复式压缩机等关键静动态设备研制成功,标志着我国炼油工业装备水平跃上新台阶。

4.大型煤气化炉、大型压缩机组、大型费托合成反应器、自动控制系统等实现国产化,标志着我国现代煤化工拥有了自主的技术装备支撑体系。

5、大连橡塑机械有限公司研制的35万吨/年聚丙烯挤出造粒装置,是迄今为止国内最大的国产聚丙烯挤出造粒装置,打破了国外厂家在此领域的垄断,使国内聚烯烃厂家的采购成本降低近30%。

6、按投资测算,我国炼油装备国产化率超过90%,百万吨乙烯及下游装备国产化率在85%以上,现代煤化工装备国产化率在90%以上,橡胶装备国产化率在95%左右。

(七)加强知识产权保护,助力企业技术创新

1.2012年至2021年,我国石化行业发明专利和实用新型专利申请累计达130.38万件,其中发明专利93.83万件,占全国发明(1191.16万件)的7.88%、全球石化行业累计申请量(279.90万件)的33.52%;年均复合增长率为6.89%,高于全球年均复合增长率1.78%。

2.2012年至2021年,我国石油化工行业发明专利和实用新型专利授权量为70.18万件,其中发明专利授权量为36.47万件,占专利授权总量的51.96%,占全国发明授权总量(395.11万件)的9.23%,占全球石油化工行业累计发明授权量(163.59万件)的22.30%;年均复合增长率为9.64%,高于全球年均复合增长率6.78%。

3、2012年至2021年中国石化行业实用新型专利授权数量年均复合增长率为20.09%。

4.2012年至2021年中国石化行业海外发明专利申请年均复合增长率为7.97%。

5、2012年至2021年中国石化行业海外发明专利授权量年均复合增长率为21.71%。

2.石化行业技术创新存在的主要问题

1.科技投入不足

国际上公认的年度技术投入生存线为3%,拜耳、先正达、巴斯夫等国际石化巨头的年度技术投入率分别为12%、10%、3.5%。从创新能力上看,拜耳是全球化工行业技术创新最高水平的代表。从很多跨国公司的成功经验看,科研投入占销售收入的比例达到6%才具有竞争力。

那么我国石化行业科技投入情况如何呢?根据国家统计局的数据,“十三五”期间我国石化行业整体净利润水平为4.19%,同期我国石化行业科技投入率约为1.25%。与世界相比,即便我们放弃扩大再生产,将利润全部用于科技投入,仍然达不到跨国公司的平均竞争水平。从表面上看,一个重要原因是我们行业利润水平较低。

(二)石化行业基础研究薄弱

以新材料创新为例:全国范围内新材料项目建设如火如荼,但在调研行业创新能力过程中,我们发现,没有一家单位在做新材料结构的设计和发现。经咨询国内院士和有关专家,他们表示,目前世界上还没有一个重大新材料的原创结构是中国人发现的,都是西方国家的知识产权。

从国家到地方到企业,中国在新材料产业投入了那么多钱,却没人重视原始创新。如果一直这样跟风,就算我们5年、10年解决了现有的“瓶颈”问题,跨国公司会等我们吗?到那时,新一轮的“瓶颈”问题是不是又会出现?

3.科技成果转化率低

业界普遍认为,我们的技术转化率在10%-20%之间,而西方发达国家的技术转化率基本在40%-80%之间,即使取我们的上限20%,他们的下限40%,我国的技术转化率也高出一倍。

以专利产业化率为例,国家知识产权局发布的《2020中国专利调查报告》显示,中国企业有效发明专利产业化率为44.9%,科研机构有效发明专利产业化率为11.3%,高校有效发明专利产业化率仅为3.8%。而根据斯坦福大学2017年对美国专利授权数据的盘点,美国有效转化率自2000年以来基本稳定在50%左右。

造成科技成果转化率低的原因是多方面的,主要有以下几点原因:

1、很多低水平、重复的研究,缺乏先进的技术含量,成果自然不具价值或无法转化。

2.有些研究工作没有市场化,不被企业接受。

3.当前一些科技创新工作评价导向存在问题。

4.实验室成果走向工业化,存在中试、放大的问题,这是工业化大规模生产的产物。

5、虽然现代信息技术十分发达,但企业与高校、科研机构之间还缺乏专业、权威、有效的技术和成果交流平台。

(四)企业技术创新战略规划能力弱

通过对优秀跨国公司的调研,我们总结出他们多方面的优势,其中创新战略优势最为明显,特别是中长期创新战略。这包括技术创新战略、知识产权战略、产品战略、经营战略、标准战略等。通过对国内企业的调研,我们发现很多国内企业能做出明确的5年规划,却不能展望10年、20年。这些企业缺乏清晰明确的创新战略定位,创新决策支撑能力弱,缺乏前瞻性的技术和产品规划来确定创新的方向和重点。企业的产品往往只是“市场追随者”或“订单响应者”,缺乏产品路线图的牵引,难以跨越到“领导者”的位置。

(五)缺乏深度参与产业发展的创业团队

技术走出实验室之后,后面的商业化过程要靠企业家去完成。现在很多人好像觉得科技成果少、科技成果转化率低,是因为科学家没有股权、得到的报酬太少。我觉得这种理解是片面的。我同意应该给科学家合理的物质激励,但如果要通过投入科研团队、股权激励来解决中国的科技创新问题,那么这个问题在上世纪八九十年代就已经解决了。因为从科学家成长为企业家的人真的很少,只有企业家精神才能最大化技术的商业价值,跟所有权、股权激励关系不大。现在问题的核心是企业家没有足够的创新精神,我们国家没有一批深度参与产业的创新型企业家。发明创造要靠科学家来主导,创新要靠企业家来主导。

很多企业都是从简单的制造、加工或者贸易公司转型过来的,创业者想要转型成为技术创新型企业,首先要逐渐适应技术创新的思维方式。所谓深耕一个行业,就是要逐渐和科学家有共同语言,能够把技术不断延伸到市场,熟悉自己所在行业的过去和未来,比如这个行业以前发生过什么?现在正在发生什么?未来又会发生什么?

(六)企业短期行为严重

很多企业向技术创新型企业转型的过程十分艰难,分析后发现一个重要原因是高管的人事制度和考核制约了创新。现有的高管人事制度和企业考核使得高管对创造近期业绩有着迫切的追求。创新是一个有风险、长期的投入过程,由于“保值增值”的考核和任期较短,很难有人愿意投入自主研发来造福下一代员工。在有限的任期内,依靠引进或再引进作为技术来源就足以保证近期业绩。与其把资金、人力等资源投入到具有不确定性的自主研发上,不如集中精力进行规模扩张或多元化经营,更适合保值增值的要求。

(七)知识产权保护状况堪忧

1、多数企业没有专利战略。少数企业虽然有专利战略,但与企业整体战略、技术规划等契合度较低,出现“几层皮”现象。

2、企业在技术突破过程中,往往对关键核心技术缺乏知识产权保护,对专利技术是否自用、许可或转让缺乏统一、全面的思考,造成资源浪费。

3.除以上问题外,与美、日相比,我国海外申请比例明显偏低;企业对竞争对手专利动态跟踪不足,专利挖掘与布局缺失;专利撰写水平有待提高;专利尽职调查不足;专利检索专业能力低下且漏检率高;专利风险管理不到位;专业队伍建设不足;核心技术保护方面存在较多问题。

3.石化行业将来需要突破的关键常见技术

(i)新的催化技术领域

开发固有的催化氢化催化剂和绿色过程,高度选择性的催化氧化剂催化剂和绿色过程,以及催化/分离增强了绿色过程,膜催化反应(例如催化反应),例如催化性蒸馏反应从整个生命周期的角度来看,在失败的催化剂中对贵金属进行绿色恢复和资源利用,以减少环境污染。

2.流程强化技术领域

开发外部田野增强技术,例如增强反应,微功能系统,微波炉和新的媒体/新材料,以基于新的过程增强的危险过程来开发危险过程和设备。

(iii)高级膜分离材料和技术领域

针对工业应用程序,节能以及减少排放要求,我们开发了高度选择性和高渗透性膜材料和技术,开发环保和智能的膜材料和技术,开发特殊的分离膜材料和技术,发展高率和低企业的消费消费材料和技术材料和技术材料和技术材料和技术杂志大规模生产设备技术。

这些关键通用技术的突破可以促进先进的膜材料和技术的快速发展,满足该国在水资源,能源,环境治理方面的需求,以及传统行业的升级和转型,促进绿色发展和节能以及减少相关行业的排放,并增强国际竞争力。

(iv)信息和高级控制技术

我们将尽一切努力建立一个新的数字,自动化和智能生产和操作的模型,并建立一个以绿色,低碳,安全性,安全有效的操作为中心的新的石油化学业务模型;

(v)石油和天然气勘探与开发

提高复杂地区的石油和天然气探索水平,并在叠加盆地的地下结构层中提高旧油田的恢复速率,并提高低级石油和天然气S智能和环保的石油和天然气开发方法。

(vi)炼油行业

积极促进炼油和化学工业的整合,从成品的大规模生产到高价值的石油产品和化学工业的生产,应该从低碳精炼,柔韧性,精炼,智能精炼,智能精炼等方面开始我清洁石油产品;

(vii)现代煤炭工业

开发大规模的煤气技术; ING和环境保护技术,以提高行业的绿色水平。

(viii)新化学材料

加速高端聚烯烃材料,例如特殊的金属烯聚苯乙烯和特殊材料,液体橡胶,高性能橡胶,聚烯烃弹性剂,多核酸酯和高温尼龙和高端新材料,例如高端功能性材料的新材料,以及新的材料,以改善我的新材料,并改善了我的新材料,以及新的材料的新材料,以及新的材料,我可以改善新材料,以改善我的自我范围,以及新材料的新材料材料。

(ix)精细的特色化学品

突破将在电子化学物质,特殊涂料,胶粘剂和添加剂领域的许多“瓶颈”产品中进行,并且在催化剂,化学添加剂,化学添加剂,基于Bio的化学物质等方面,将获得许多高端产品的工业化; IE将被应用,为高端化学产品的工业化,安全健康的开发提供支持。

(x)传统化学工业

The on the of -grade boric acid, salts for and , such as , and nano ; on the of , salt deep , , etc. The slow-/- , value-added , new , and trace , and . The soda ash , , , and one-step heavy ash ; the chlor- on the of -free for -based (PVC).

(XI)节能,安全和环境保护

1.对于大规模生产设施,请开发用于能源系统优化的技术,级联利用和全面利用废物,促进关键产品以提高能源效率并达到能源效率基准。

2.在三个级别上进行安全技术,设备和管理进行研究和创新:化学过程,化学厂和化学公园,提高过程的固有安全水平,并增强危险化学品和化学公园的安全管理和控制能力。

3.加强与减少污染和减少污染的通用技术和关键设备,并在来源,过程和碳周期中降低碳。废物橡胶,废物纤维等;开发用于蒸馏残基和废物催化剂的无害和资源利用的关键技术。

4.工作建议

(i)我们必须增加未来的独立创新

目前,我的国家是石化行业中的第二大国家,无论是总生产,主要的项目构建或创新能力,它已成为跨国公司的关注焦点,我们必须清楚地意识到这种技术创新要求我们在未来10年内清楚地掌握该行业的发展趋势。

(ii)遵循客观法律并不断改善科学和技术创新的结果

科学和技术创新并不是完全无限的,实际上有一定的规则。

首先,科学和技术创新需要在某个领域的长期努力。

其次,科学和合理的策略应用于科学和技术创新。成本和高风险,我们可以考虑“后续创新”,并通过技术合作,联盟和外包等开放形式来获得创新,我们应该在长期内积累的“短,平坦和快速的”项目之间取得平衡。

第三,科学和技术创新必须遵守市场定位。

(iii)建立并改善组织保证系统,为科学和技术创新的成功提供大力支持

创建有利于科学和技术创新的组织保证系统是决定科学和技术创新成功或失败的关键因素之一。

首先,技术创新必须与公司的战略和组织系统有效联系,而擅长于技术创新的公司通常能够更好地将技术创新策略整合到公司的整体策略和组织系统中,以刺激创新活力。

其次,除了诸如工资和奖金,诸如期权,技术投资和业务伙伴之类的诸如工资和奖金之外,建立声音输出激励机制。

第三,创新需要创建外部的“生态系统”,目前,中国各种风险投资基金非常活跃,大学和研究机构在基础研究中也具有一定的优势。

(iv)建立积极的文化环境,并为科学和技术创新创造肥沃的土壤

创新文化似乎是虚幻的,但与创新企业一样重要,一般而言,文化氛围的以下三个方面对于创新文化的形成至关重要。

首先,尊重技术企业的人才的氛围通常不是最重要的,但是人才是最有价值的资产,甚至是一个“资本丰富”的时代。

第二个是一种开放的包容性文化氛围,如果公司想保持其活力,其企业文化必须开放和包容,并且必须招募全世界的人才。

第三个是对失败的宽容文化。

(v)每个企业都必须探索具有自己特征的技术创新道路

1.建立一组指标,应以技术创新为主体,以考虑产品组合创新,业务模型创新和管理创新,从而从R&D投资组成的指标,科学研究结果转换,创新产品薪金和市场企业企业和战略企业,还要根据实际条件制定创新指标,专注于提高专业和技术能力,努力突破核心关键技术,逐渐提高产品增加价值,增加市场份额,并不断培养新的竞争优势。

2.建立一组机制。纳入包括公平性,选择和股息在内的机制。

3.培养一群人,敢于承担责任,这是具有强大的质量,协调和创造性的高级科学和技术管理的骨干;

4.巩固一种文化。

科学和技术创新的种子已经在许多公司中扎根,但其增长时期可能不是一年,5年或10年,甚至更长。

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