【十三五发展报告】科技创新成果丰硕

时间:2020-12-28     来源:中国化工报

“十三五”以来,面对世界经济增长低迷、国际经贸摩擦加剧、国内经济下行压力加大、新冠疫情突发及全球蔓延的复杂形势,全行业认真贯彻党中央和国务院的决策部署,紧紧围绕提高自主创新能力,积极推进科技创新体系建设,集中开展研发合作与协同攻关,突破了一批核心技术与关键技术,取得了一批重大科技成果。5年来,联合会共授予科学技术奖1093项,其中技术发明奖179项、科技进步奖914项。2016~2019年,全行业共有155项科技成果获得国家科技奖,其中自然科学奖34项、技术发明奖46项、科技进步奖75项。这些科技成果的不断涌现,有力地推动了行业转型升级和高质量发展。

开发了一批先进勘探开发技术 有效地提高了我国油气供给保障能力

5年来,广大石油和化工企业与科研院校在油气资源勘探开发领域积极开展科研攻关,开发了一批先进勘探开发技术,有效提高了我国油气供给保障能力。

中国石油长庆油田通过加强低渗透油气藏勘探开发技术攻关,突破一系列关键技术,获百余项省部级以上科技成果奖励,为稳产5000万吨原油打下坚实基础。

中国石油克拉玛依油田企业通过创立凹陷区砾岩油藏勘探理论技术体系,发现了全球最大的整装砾岩油田,奠定了我国在该领域的国际领先地位。

中国石化等开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,开发和建成了我国第一个特大型海相缝洞型油田——塔河油田,实现了我国油田开发由陆相向海相的重大跨越,为今后大范围海相油气田开发提供了重要技术手段。

中国海洋石油集团有限企业等完成的渤海湾盆地深层大型整装凝析气田勘探理论技术与重大发现项目,首创渤海湾盆地深层大型整装凝析气田勘探理论技术,引导发现了渤中19-6大型整装高产凝析气田。

中国石油大学(北京)等单位开发的非常规油气钻井中稳定井壁与保护油气层新技术解决了非常规油气井钻井过程中井壁坍塌、储层损害、高摩阻、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。

中国石化在涪陵开发了中国首个、世界最大页岩气田——涪陵页岩气田,使我国成为北美之外首个实现规模化开发页岩气的国家。

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中国首个、世界最大的页岩气田——涪陵页岩气田 (向阳 摄)

攻克了一批具有自主常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的地位

5年来,在全球原料多元化进程中,中国现代煤化工产业加快推进,攻克了大型先进煤气化、煤制油(间接法)、煤制乙醇等一大批核心关键技术难题,通过示范工程的实施,实现了关键技术装备的产业化。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术、航天粉煤加压气化技术、水煤浆水冷壁废锅煤气化技术等先进煤气化技术正在向长周期大型化迈进。

国家能源集团宁夏煤业企业等单位合作完成的400万吨/年煤间接液化示范项目,发明了高活性、高选择性和高抗磨损费托合成Fe-Mn系催化剂,首创了高温浆态床费托合成新工艺;攻克大型费托合成反应器工程化技术瓶颈,完成了国家27项重大装备及材料国产化任务,开发出大型煤间接液化系统集成及清洁运行成套技术,最终实现了“安全稳定清洁”运行,推动了我国煤炭间接液化产业的发展。

陕西煤业化工集团等单位合作开发的煤气热载体分段多层低阶煤热解成套工业化技术(SM-GF)较好解决了低阶煤热解领域存在的装置大型工业化水平低、原料适应性窄、含油煤气除尘效率低、产品品质差、节能环保水平低等问题,实现了煤炭资源的分级利用、价值提升和系统热量的综合有效利用。

中科院大连化物所开发的第三代甲醇制烯烃催化剂已应用于工业化装置,单位烯烃甲醇消耗大幅降低、经济效益大幅提升。

在工程示范基础上,中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、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)、油煤混炼技术、煤炭分级液化成套技术、CO?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的技术正处在破茧而出的关键阶段,现代煤化工产业可持续发展的能力明显增强。

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建设中的400万吨/年煤炭间接液化项目 (王力兵 摄)

突破了一批化工新材料和高端化学品“补短板”和“制高点”技术 引领产业向中高端迈进

5年来,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、功能性膜材料、电子化学品及功能化学品等一系列重要领域取得了突破性进展。

中国石化茂金属催化剂在齐鲁石化乙烯装置上得到成功应用,自2016年起,已累计生产茂金属聚乙烯专用树脂超过30万吨,填补了我国在单活性中心催化剂聚烯烃的空白。

万华化学开发的脂肪族异氰酸酯全产业链制造技术,打破了国外企业对ADI系列产品全产业链制造技术长达70年的垄断,培育出了世界上品种最齐全、技术领先、产业链最完整的ADI特色产业集群,实现了航天军工、高端装备制造业、新能源和节能环保产业的关键原材料国产化自主供应。

山东东岳高分子材料有限企业在开发出第一代国产氯碱膜基础上,又成功研制出“高电流密度、低槽电压”新一代高性能自主氯碱离子膜,可全方位替代国外产品,是国产氯碱离子膜发展的又一个里程碑,推动了我国整个氯碱工业的技术革新。

金发科技股份有限企业开发出性能国际领先的耐高温半芳香尼龙PA10T系列产品,实现了半芳香高温尼龙的产业化,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。

湖北兴发集团开发出芯片用超高纯电子级磷酸及高选择性蚀刻液生产关键技术,通过突破高纯黄磷制备、磷酸酐膜阻隔防腐蚀等技术,制备出超高纯电子级磷酸及蚀刻液,实现了我国磷化工产业由工业级、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。

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

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齐鲁石化使用茂金属催化剂生产的聚乙烯专用树脂 (王敬华 摄)

创新开发了一批先进过程强化和资源化利用技术 极大地提高了行业绿色发展水平

5年来,全行业积极开发和推广先进过程强化和资源化利用技术,行业总能耗和重点产品能耗持续下降,“三废”排放显著降低。

上虞新和成生物化工有限企业等单位从源头创新,发明了一系列以氮掺杂炭为新型载体的负载型纳米金属催化剂,显著提高了催化剂的活性与稳定性,并在国际上率先实现其工业应用,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。

苏州大学等开发的多元催化剂嵌入法富集去除低浓度VOCs增强技术及应用,解决了低浓度污染物低驱动力条件下富集/催化降解效能低的技术难题,为低浓度废气和废水中的VOCs、难降解有机物去除等提供了可行的工程应用技术。

中国石油大学(北京)针对碳四烷基化超清洁汽油生产的重大需求,开发了一项全新的绿色、安全、环保的碳四烷基化技术,并建成世界首套10万吨/年复合离子液体碳四烷基化工业装置,打破了国外企业清洁汽油生产的技术垄断,攻克了困扰炼油行业几十年的世界性难题。

清华大学和瓮福集团开发的微通道湿法磷酸净化技术,使食品级磷酸生产比热法工艺成本降低23.8%,比引进的湿法磷酸净化技术成本降低4.2%。

浙江新安化工集团等针对有机磷—有机硅协同生产中含氯、含硅、含磷的技术难题,开发了氯资源循环利用技术和硅、磷资源化技术,实现了氯、硅、磷的高效利用。

南京工业大学等自主开发的用于有机溶剂回收的有机—无机复合膜,实现了化学原料及化学制品制造行业中高纯度有机溶剂的回收及资源化再利用。

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新和成维生素E生产车间 (企业 供图)

研制了一批重大技术装备 提高了行业装备自主化水平

5年来,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、大型炼油和石化、现代煤化工、橡塑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。

万米超深井钻机、深水大型物探船/工程地质勘探船及其配套技术装备、海洋高精度地震勘探成套技术装备、海洋复杂油气藏三维测井综合评价成套技术与装备等的开发,为维护我国海洋权益,推动我国油气工业走向深水和海外提供了技术和装备支撑。

中国石化工程建设有限企业等经数年的联合攻关,开发了安全高效环保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及关键装备的垄断。

重油催化裂化主体装置实现自主化;高压加氢反应器、螺纹锁紧环式高压换热器、高压空冷器、离心式和往复式压缩机等关键静设备和动设备开发成功,标志着我国炼油工业的装备水平跃上了一个新台阶。

大型煤气化炉、大型压缩机组(空分、循环气)、大型费托合成反应器、自动控制系统等实现了国产化,标志着我国现代煤化工产业已经具备独立自主的技术装备支撑体系。

大连橡胶塑料机械有限企业研制的35万吨/年聚丙烯挤压造粒机组,是目前为止国内最大的国产化聚丙烯挤压造粒机组,打破了国外厂商在这一领域的垄断地位,国内聚烯烃生产企业采购成本下降近3成。

按投资计算,我国炼油装备国产化率超过90%,百万吨级乙烯及下游装置国产化率在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。

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大连橡塑35万吨/年聚丙烯挤压造粒机组 (梁兴中 摄)

“十四五”还有哪些关键共性技术要突破

“十四五”时期,是我国石油和化学工业转型升级、高质量发展的关键时期,也是从石化大国向石化强国转变的重要战略机遇期。“十四五”行业科技创新要围绕“产业链”部署“创新链”,围绕“创新链”布局“产业链””,着力“补链延链强链”,攻克一批产业关键共性技术,同时在油气勘探开发、炼油工业、现代煤化工、化工新材料、精细与专用化学品、传统化工、安全环保等领域部署一批科技创新重点任务。

新催化技术领域 开发本质安全型催化加氢催化剂及绿色工艺、高选择性催化氧化催化剂及绿色工艺以及膜催化反应、催化精馏反应等催化/分离强化耦合绿色工艺、离子液体新催化剂及工艺工程化技术;针对大宗化工产品的生物制造替代开展环境友好型生物催化剂及绿色工艺的研究;从全生命周期角度考虑,开展失效催化剂中贵金属绿色回收及资源化利用,减少环境污染。

过程强化技术领域 开发微界面强化反应、微化工系统、微波等外场强化技术及新介质/新材料;开发危险工艺基于新型过程强化的本质安全技术及装备,开展若干典型精细化学品微化工及大宗化学品微界面强化反应工业化示范。

先进膜分离材料与技术领域 面向工业应用过程及节能减排要求,开发高性能、适应性强、多用途的陶瓷膜、有机功能膜及复合膜材料;制备多种构型的膜元件并将其推广应用于多种工业分离过程,建立一批自主分离膜示范装置。

信息与先进控制技术 全力打造一流的信息化能力,建立数字化、自动化、智能化的生产运营新模式和集约化、一体化的经营管控新方式;构建以客户为中心、以互联网为载体的石化商业新业态。推动先进优化系统(APC)、智能控制系统(Robust-IC)在石化和化工企业的应用。

油气勘探开发领域 提高复杂区油气勘探技术水平,加大叠合盆地下构造层的资源发现率;发展老油田、低品位油气提高采收率技术;完善近海非常规油气资源高效开发技术体系;发展常规、非常规油气地质工程一体化综合勘探开发技术;推动由传统油气发展方式向智慧型、环保型油气发展方式转变。

炼油工业领域 积极推进“炼化一体化”,从大量生产成品油转向生产高附加值油品和化工原料并重。传统炼化技术要在新型催化剂开发、降低成本、优化操作上进行提升;从分子角度开展新技术研究,满足国Ⅵ清洁油品的生产需求;优化油品组成结构,加快基础油质量升级;多方式增产丙烯、芳烃及乙烯裂解原料。

现代煤化工领域 开发大型先进煤气化技术;提升煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇、低阶煤分质利用示范项目技术水平;研发高附加值煤制化学品、特种油品;开发合成气一步法制化学品等短流程、差异化技术;研发节能节水和环保新技术,提升产业绿色化水平。

化工新材料领域 加快开发特种茂金属聚烯烃等高端聚烯烃材料、5G通讯新一代高分子材料、高性能芳杂环特种工程塑料、高性能特种尼龙工程塑料、高端功能膜材料等高端新材料,提高我国高端化工新材料自给率。

精细及专用化学品领域 重点开发安全高效农药、环境友好型功能涂料、高性能染料、环保型胶黏剂、高性能表面活性剂、含氟含硅精细化学品制备技术以及微电子、印刷电路板(PCB)、液晶显示器(LCD)、锂电池用化学品等;开发环保型聚合物添加剂、水处理化学品、油田化学品、个人护理用化学品等先进制备技术。

传统化工领域 无机盐工业重点发展核用级硼酸、储能器件和超级电容器用钡盐、特种超细二氧化硅等超细粉体材料、纳米氢氧化镁等产品;化肥工业大力发展缓释/控释肥料、增值肥料、新型专用肥等生产技术;纯碱工业积极推广井下循环制碱工艺、热法联碱工艺、天然碱制碱和一步法重灰工艺;氯碱工业重点开展电石法PVC无汞催化剂产业化应用示范。

安全环保领域 针对大型生产装置,开发能量系统优化、梯级利用和余热综合利用技术;加强节能减排相关共性技术和关键设备的开发和推广。积极开发VOCs减量化技术和装备以及含盐废水资源化等技术;开发废塑料、废橡胶、废纤维等化学再生与回用技术;开发蒸馏残渣、废催化剂无害化和资源化关键技术。从化工过程、化工厂、化工园区3个层面开展安全技术、装备、管理研究与创新,提升工艺本质安全化水平,强化危化品和化工园区安全管控能力。

在部署“十四五”行业科技创新重点任务的同时,还应针对行业转型升级的主要瓶颈问题,搭建一批产学研用创新平台,为实现行业“十四五”科技创新目标提供支撑。

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  编辑:中国石油和化学工业联合会副秘书长 胡迁林

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