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石油和化工行業“十四五”科技發展思路

石油和化工行業“十四五”科技發展思路

  • 分類:行業資訊
  • 作者:胡遷林,胡鏑
  • 來源: 中國農藥工業協會
  • 發布時間:2021-10-29
  • 訪問量:0

【概要描述】




石油和化工行業“十四五”科技發展思路

1 產業發展概況







石油和化學工業是我國國民經濟基礎原材料和基礎能源工業,為國民經濟各行業發展提供支撐。其涉及的原料有石油、煤炭、天然氣、天然礦物、生物質,涉及的下游產品包括汽、柴、煤、潤滑油等油品,化肥和農藥等農用化學品,有機和無機基本原料,合成高分子材料,精細與專用化學品等。石油和化學工業具有產品品種多、產業關聯度大,技術、資金、能源密集等特點。

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2019年,我國石油和化學工業有規模以上企業2.6萬家,全行業從業人數600余萬人,主營業務收入達12.27萬億元,其中化工行業6.88萬億;實現利潤6683.67億元;進出口總額7222.1億美元。2020年,規模以上企業實現營業收入11.08萬億元,同比下降8.7%;利潤總額5155.5億元,同比降幅13.5%;進出口總額6297.7億美元,同比下降12.8%。

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2020年受新冠疫情和全球經濟低迷的影響,行業經濟指標均有所下降,但“十三五”期間行業仍然實現了增加值年均增長4.51%、營業收入年均增長4.17%、利潤總額平均增長5.95%、進出口總額年均增長3.74%(其中出口總額年均增長2.66%)的好成績。

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我國是名副其實的石油和化學工業大國。2010年我國石油和化工行業取得了跨越式發展,全行業實現銷售收入8.88萬億,僅次于美國位列全球第二,其中化工行業銷售收入首次超過美國成為世界第一,這一地位一直保持不變。2017年,中國的化學品銷售額1.29萬億歐元,已經超過了美國(4660億)和歐洲(4020億)化學品銷售額總和;2019年中國的化學品銷售額,已經超過了美國、歐洲和日本化學品銷售額總和。

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2 “十三五”科技創新取得的主要成就







“十三五”期間,隨著國家創新驅動發展戰略實施深入,全行業科技創新投入、創新活動不斷增加,創新能力不斷提升,科技創新成果斐然。

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“十三五”期間我國石化工業發明專利申請量占全球石化行業的比例逐年增加,到2020年達到了69.49%,5年增長率為84.96%。

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“十三五”期間,我國石油和化工行業獲得專利授權超過29.75萬件,比“十二五”期間獲得授權專利18.27萬件增加11.48萬件?!笆濉逼陂g,全行業共獲得國家科學技術獎152項,授予行業科學技術獎1 094項;共建設國家級企業技術中心36家、國家技術創新示范企業24家、聯合工程實驗室和工程研究中心33家。

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2.1 突破了一批先進勘探開發技術,為我國油氣穩產和保供提供了保障

中石油長慶油田通過持續加強低滲透油氣藏勘探開發技術攻關,突破一系列關鍵技術,先后獲100多項省部級以上科技成果,為穩產5000萬t原油打下了堅實基礎。中國石化立足自主創新,在勘探開發理論、物探與井筒技術及裝備研發方面取得重大突破,發現并成功開發了我國首個也是目前最大的頁巖氣田——涪陵頁巖氣田,使我國成為北美之外第一個實現規?;_發頁巖氣的國家。該項成果獲得2017年度國家科技進步一等獎。陜西延長石油有限責任公司聯合中國石油大學、中國科學院等單位開發形成了完整配套的勘探開發技術體系。利用此技術新增探明儲量17億t,使我國原油年產量由380萬t增加到1241萬t,連續10年千萬t以上增產穩產,推動鄂爾多斯盆地躍升為國內最大的油氣生產基地,為國家能源安全和陜北革命老區社會經濟發展作出了重大貢獻。該項成果獲得2016年度國家科技進步二等獎。中國海洋石油集團有限公司等單位歷經8年協同攻關,首創渤海灣盆地深層大型整裝凝析氣田勘探理論技術,揭示了烴源巖大規模生油之后還能大面積高強度生氣機理,證實內陸裂谷盆地巖石圈減薄背景下的渤海灣盆地具有形成大氣田的物質基礎。該項成果獲得2019年度國家科技進步一等獎。

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2.2 攻克了一批具有自主知識產權的現代煤化工技術,保持了我國現代煤化工國際領先的地位

“十三五”以來,在全球原料多元化進程中,中國現代煤化工產業加快推進,攻克了大型先進煤氣化、煤制油(間接法)、煤制乙醇等一大批核心關鍵技術難題,通過示范工程的實施,實現了關鍵技術裝備的產業化。多噴嘴對置式水煤漿氣化技術、航天粉煤加壓氣化技術、水煤漿水冷壁廢鍋煤氣化技術等先進煤氣化技術正在向長周期大型化邁進。

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國家能源集團寧夏煤業公司“400萬t/a煤炭間接液化示范項目”發明了高活性、高選擇性和高抗磨損費托合成Fe-Mn系催化劑,首創了高溫漿態床費托合成新工藝;攻克大型費托合成反應器工程化技術瓶頸,完成了國家27項重大裝備及材料國產化任務,開發出了大型煤間接液化系統集成及清潔運行成套技術,最終實現了“安全穩定清潔”運行,有力推動了我國煤炭間接液化產業的發展。中國科學院大連化學物理研究所開發了“第三代甲醇制烯烴(DMTO-III)技術”,中試試驗考核結果表明:甲醇轉化率99.06%,乙烯丙烯選擇性85.90%(重量比),噸烯烴甲醇單耗2.661 t,較一代技術甲醇單耗(約3.0 t/t)大幅下降。該DMTO-III技術已成功實施了技術許可,其新一代催化劑已在多套現有百萬噸級DMTO工業裝置中應用。

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2.3 創新開發了一批化工新材料和高端化學品補“短板”和“制高點”技術,引領產業向中高端邁進

我國化工新材料和專用化學品在先進高分子材料、高性能樹脂、特種合成橡膠、高性能纖維、功能性膜材料、電子化學品等一系列重要領域取得了突破性進展。

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萬華化學集團股份有限公司開發的脂肪族異氰酸酯(ADI)全產業鏈制造技術,打破了國外公司對ADI系列產品全產業鏈制造技術長達70年的壟斷,培育出了世界上品種最齊全、技術領先、產業鏈最完整的ADI特色產業集群,實現了航天軍工、高端裝備制造業、新能源和節能環保產業的關鍵原材料國產化自主供應。山東東岳高分子材料有限公司在成功開發出第一代國產氯堿膜基礎上,又成功研制出“高電流密度、低槽電壓”新一代高性能國產氯堿離子膜。東岳開發的“新一代全氟離子膜”,可有效替代國外產品,是國產氯堿離子膜發展的又一個里程碑。金發科技股份有限公司開發出性能國際領先的耐高溫半芳香尼龍PA10T系列產品,實現了半芳香高溫尼龍的產業化,打破了國外在該領域的技術和市場壟斷,搶占了市場競爭的制高點。湖北興發集團開發出“芯片用超高純電子級磷酸及高選擇性蝕刻液生產關鍵技術”。通過突破高純黃磷制備技術、磷酸酐膜阻隔防腐蝕技術,制備出超高純電子級磷酸(雜質含量低于10pbb),通過創新芯片蝕刻液蝕刻速率精準調控技術,成功制備高選擇性磷酸系蝕刻液。

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2.4 研發了一批先進過程強化和資源化利用技術,極大地提高行業綠色發展水平

“十三五”以來,全行業積極開發和推廣先進過程強化和資源化利用技術,大力推進清潔生產和循環經濟,行業總能耗和重點產品能耗持續下降,“三廢”排放顯著降低。

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中國石油大學(北京)針對碳四烷基化超清潔汽油生產的重大需求,開發了一項全新的綠色、安全、環保的碳四烷基化技術,并建成世界首套“10萬t/a復合離子液體碳四烷基化工業裝置”,打破了國外公司清潔汽油生產的技術壟斷,攻克了困擾煉油行業幾十年的世界性難題。清華大學和甕福集團開發的微通道濕法磷酸凈化技術,使食品級磷酸生產比熱法工藝成本降低23.8%,比引進的濕法磷酸凈化技術成本降低4.2%。蘇州大學等開發的多元催化劑嵌入法富集去除低濃度VOCs增強技術及應用,解決了低濃度污染物低驅動力條件下富集/催化降解效能低的技術難題,為低濃度廢氣和廢水中的VOCs、難降解有機物去除等提供了可行的工程應用技術。南京工業大學等自主開發的用于有機溶劑回收的有機-無機復合膜,實現了化學原料及化學制品制造行業中高純度有機溶劑的回收及資源化再利用。

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2.5 一批重大技術裝備的研制,提高了行業裝備自主化水平

“十三五”以來,我國在海上和陸地油氣勘探開發設備、儲存運輸等方面積極開展科研攻關,為促進油氣資源結構調整,保障國家能源安全,做出了積極貢獻。萬米超深井鉆機、深水大型物探船/工程地質勘探船及其配套技術裝備、海洋高精度地震勘探成套技術裝備、海洋復雜油氣藏三維測井綜合評價成套技術與裝備等的成功開發,為維護我國海洋權益,推動我國油氣工業走向深水和海外提供強有力的技術和裝備支撐。在煉油裝備方面,重油催化裂化主體裝置實現國產化;高壓加氫反應器、螺紋鎖緊環式高壓換熱器、高壓空冷器、離心式和往復式壓縮機等關鍵靜設備和動設備的開發成功標志著我國煉油工業的裝備水平躍上了一個新臺階。在煤化工裝備方面,大型壓縮機組(空分、循環氣)、大型氣化爐、大型合成反應器、自動控制系統等方面都實現了國產化,標志著我國現代煤化工產業已經具備獨立自主的技術裝備支撐體系。

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我國石化技術裝備行業規模增長勢頭良好,石油鉆采專用設備、煉化專用設備、煤化工專用設備、橡膠工業專用設備等技術裝備行業均取得長足的發展。按投資計算,煉油裝備國產化率超過90%,百萬噸級乙烯及下游裝置國產化率在85%以上,現代煤化工裝備國產化率在90%以上,橡膠裝備國產化率在95%左右。

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3 “十四五”發展機遇與面臨挑戰







當今世界科學技術比歷史上任何時期都更加深刻地決定著全球經濟發展、社會進步、人民幸福。創新已成為解決人類面臨的能源資源、生態環境、自然災害、人口健康等全球性問題的重要途徑,成為經濟社會發展的主要驅動力。

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3.1 發展機遇

“十四五”是我國實現“兩個百年”奮斗目標歷史交匯期,是石油和化工“由大國向強國轉變”的關鍵期,石油和化工行業是國民經濟的支柱產業,既有向下游市場提供終端產品,又有為上游產業提供原材料的顯著優勢。行業高質量發展對科技創新提出了巨大的需求:⑴ 為滿足電子信息、新能源、交通、航空航天等國民經濟重點領域和國家重大工程建設需求,需要在“補齊短板”的基礎上,大力發展高端石化產品制備技術;⑵ 為滿足人民生活更高層次需求,需要不斷提高產品質量,重點發展綠色農用化學品和化工產品的定制化技術;⑶ 為搶占未來產業戰略制高點,需要加強重大基礎研究和關鍵技術攻關,攻克一批制高點技術、研制一批戰略制高點產品;⑷ 推動綠色安全發展,需要開發一批低碳技術、本質安全技術與裝備;⑸ 深入推進兩化融合,需要扎實推進數字化、信息化和智能化技術。

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3.2 面臨的挑戰

當前正值百年未有之大變局,“十四五”期間,行業科技創新既有難得的發展機遇,同時也面臨諸多的挑戰。

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3.2.1 外部環境挑戰

國際環境嚴峻復雜多變。新冠疫情爆發并在全球肆虐,引起了世界的大重構。全球經濟急劇惡化,產業鏈供應鏈遭受重挫,去全球化浪潮、單邊主義、貿易保護主義盛行。國際科技合作與交流嚴重受挫。

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3.2.2 自身存在的突出問題

行業技術創新存在以下突出問題:⑴ 企業技術創新能力整體不強;⑵ 協同創新機制及科研成果工程轉化能力亟待提升;⑶ 服務終端市場的產品創新、創制能力亟待加強;⑷ 創新人才尤其是領軍人才的培養任重道遠。

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4 總體思路和發展目標







因面臨的形勢和發展環境不同,“十四五”行業科技創新將不同于以往任何時期。一是將更加突出自立自強,科技創新將由跟跑、并跑為主,向并跑和領跑為主轉變;二是在解決當前“卡脖子”技術基礎上,科技創新將更加注重面向未來的重大需求;三是在攻克關鍵共性技術和重大科技問題中,將更加注重跨領域協同、上下游合作。

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4.1 總體思路

以問題導向、目標導向、結果導向為牽引,以服務于“雙循環”新發展格局為總要求,圍繞“產業鏈”部署“創新鏈”、圍繞“創新鏈”布局“產業鏈”,著力“補鏈延鏈強鏈”,突出科技自立自強,突破一批關鍵技術、研制一批高端產品、組建一批創新平臺,提高行業科技供給能力,確保產業鏈、供應鏈穩定安全,推動行業高質量發展。

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4.2 發展目標

在“十四五”期間要研發一批關鍵共性技術;突破30~50項制約行業發展的“補短板”技術、“卡脖子”技術;在重點領域,開發80~100

石油和化工行業“十四五”科技發展思路

【概要描述】




石油和化工行業“十四五”科技發展思路

1 產業發展概況







石油和化學工業是我國國民經濟基礎原材料和基礎能源工業,為國民經濟各行業發展提供支撐。其涉及的原料有石油、煤炭、天然氣、天然礦物、生物質,涉及的下游產品包括汽、柴、煤、潤滑油等油品,化肥和農藥等農用化學品,有機和無機基本原料,合成高分子材料,精細與專用化學品等。石油和化學工業具有產品品種多、產業關聯度大,技術、資金、能源密集等特點。

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2019年,我國石油和化學工業有規模以上企業2.6萬家,全行業從業人數600余萬人,主營業務收入達12.27萬億元,其中化工行業6.88萬億;實現利潤6683.67億元;進出口總額7222.1億美元。2020年,規模以上企業實現營業收入11.08萬億元,同比下降8.7%;利潤總額5155.5億元,同比降幅13.5%;進出口總額6297.7億美元,同比下降12.8%。

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2020年受新冠疫情和全球經濟低迷的影響,行業經濟指標均有所下降,但“十三五”期間行業仍然實現了增加值年均增長4.51%、營業收入年均增長4.17%、利潤總額平均增長5.95%、進出口總額年均增長3.74%(其中出口總額年均增長2.66%)的好成績。

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我國是名副其實的石油和化學工業大國。2010年我國石油和化工行業取得了跨越式發展,全行業實現銷售收入8.88萬億,僅次于美國位列全球第二,其中化工行業銷售收入首次超過美國成為世界第一,這一地位一直保持不變。2017年,中國的化學品銷售額1.29萬億歐元,已經超過了美國(4660億)和歐洲(4020億)化學品銷售額總和;2019年中國的化學品銷售額,已經超過了美國、歐洲和日本化學品銷售額總和。

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2 “十三五”科技創新取得的主要成就







“十三五”期間,隨著國家創新驅動發展戰略實施深入,全行業科技創新投入、創新活動不斷增加,創新能力不斷提升,科技創新成果斐然。

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“十三五”期間我國石化工業發明專利申請量占全球石化行業的比例逐年增加,到2020年達到了69.49%,5年增長率為84.96%。

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“十三五”期間,我國石油和化工行業獲得專利授權超過29.75萬件,比“十二五”期間獲得授權專利18.27萬件增加11.48萬件?!笆濉逼陂g,全行業共獲得國家科學技術獎152項,授予行業科學技術獎1 094項;共建設國家級企業技術中心36家、國家技術創新示范企業24家、聯合工程實驗室和工程研究中心33家。

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2.1 突破了一批先進勘探開發技術,為我國油氣穩產和保供提供了保障

中石油長慶油田通過持續加強低滲透油氣藏勘探開發技術攻關,突破一系列關鍵技術,先后獲100多項省部級以上科技成果,為穩產5000萬t原油打下了堅實基礎。中國石化立足自主創新,在勘探開發理論、物探與井筒技術及裝備研發方面取得重大突破,發現并成功開發了我國首個也是目前最大的頁巖氣田——涪陵頁巖氣田,使我國成為北美之外第一個實現規?;_發頁巖氣的國家。該項成果獲得2017年度國家科技進步一等獎。陜西延長石油有限責任公司聯合中國石油大學、中國科學院等單位開發形成了完整配套的勘探開發技術體系。利用此技術新增探明儲量17億t,使我國原油年產量由380萬t增加到1241萬t,連續10年千萬t以上增產穩產,推動鄂爾多斯盆地躍升為國內最大的油氣生產基地,為國家能源安全和陜北革命老區社會經濟發展作出了重大貢獻。該項成果獲得2016年度國家科技進步二等獎。中國海洋石油集團有限公司等單位歷經8年協同攻關,首創渤海灣盆地深層大型整裝凝析氣田勘探理論技術,揭示了烴源巖大規模生油之后還能大面積高強度生氣機理,證實內陸裂谷盆地巖石圈減薄背景下的渤海灣盆地具有形成大氣田的物質基礎。該項成果獲得2019年度國家科技進步一等獎。

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2.2 攻克了一批具有自主知識產權的現代煤化工技術,保持了我國現代煤化工國際領先的地位

“十三五”以來,在全球原料多元化進程中,中國現代煤化工產業加快推進,攻克了大型先進煤氣化、煤制油(間接法)、煤制乙醇等一大批核心關鍵技術難題,通過示范工程的實施,實現了關鍵技術裝備的產業化。多噴嘴對置式水煤漿氣化技術、航天粉煤加壓氣化技術、水煤漿水冷壁廢鍋煤氣化技術等先進煤氣化技術正在向長周期大型化邁進。

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國家能源集團寧夏煤業公司“400萬t/a煤炭間接液化示范項目”發明了高活性、高選擇性和高抗磨損費托合成Fe-Mn系催化劑,首創了高溫漿態床費托合成新工藝;攻克大型費托合成反應器工程化技術瓶頸,完成了國家27項重大裝備及材料國產化任務,開發出了大型煤間接液化系統集成及清潔運行成套技術,最終實現了“安全穩定清潔”運行,有力推動了我國煤炭間接液化產業的發展。中國科學院大連化學物理研究所開發了“第三代甲醇制烯烴(DMTO-III)技術”,中試試驗考核結果表明:甲醇轉化率99.06%,乙烯丙烯選擇性85.90%(重量比),噸烯烴甲醇單耗2.661 t,較一代技術甲醇單耗(約3.0 t/t)大幅下降。該DMTO-III技術已成功實施了技術許可,其新一代催化劑已在多套現有百萬噸級DMTO工業裝置中應用。

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2.3 創新開發了一批化工新材料和高端化學品補“短板”和“制高點”技術,引領產業向中高端邁進

我國化工新材料和專用化學品在先進高分子材料、高性能樹脂、特種合成橡膠、高性能纖維、功能性膜材料、電子化學品等一系列重要領域取得了突破性進展。

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萬華化學集團股份有限公司開發的脂肪族異氰酸酯(ADI)全產業鏈制造技術,打破了國外公司對ADI系列產品全產業鏈制造技術長達70年的壟斷,培育出了世界上品種最齊全、技術領先、產業鏈最完整的ADI特色產業集群,實現了航天軍工、高端裝備制造業、新能源和節能環保產業的關鍵原材料國產化自主供應。山東東岳高分子材料有限公司在成功開發出第一代國產氯堿膜基礎上,又成功研制出“高電流密度、低槽電壓”新一代高性能國產氯堿離子膜。東岳開發的“新一代全氟離子膜”,可有效替代國外產品,是國產氯堿離子膜發展的又一個里程碑。金發科技股份有限公司開發出性能國際領先的耐高溫半芳香尼龍PA10T系列產品,實現了半芳香高溫尼龍的產業化,打破了國外在該領域的技術和市場壟斷,搶占了市場競爭的制高點。湖北興發集團開發出“芯片用超高純電子級磷酸及高選擇性蝕刻液生產關鍵技術”。通過突破高純黃磷制備技術、磷酸酐膜阻隔防腐蝕技術,制備出超高純電子級磷酸(雜質含量低于10pbb),通過創新芯片蝕刻液蝕刻速率精準調控技術,成功制備高選擇性磷酸系蝕刻液。

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2.4 研發了一批先進過程強化和資源化利用技術,極大地提高行業綠色發展水平

“十三五”以來,全行業積極開發和推廣先進過程強化和資源化利用技術,大力推進清潔生產和循環經濟,行業總能耗和重點產品能耗持續下降,“三廢”排放顯著降低。

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中國石油大學(北京)針對碳四烷基化超清潔汽油生產的重大需求,開發了一項全新的綠色、安全、環保的碳四烷基化技術,并建成世界首套“10萬t/a復合離子液體碳四烷基化工業裝置”,打破了國外公司清潔汽油生產的技術壟斷,攻克了困擾煉油行業幾十年的世界性難題。清華大學和甕福集團開發的微通道濕法磷酸凈化技術,使食品級磷酸生產比熱法工藝成本降低23.8%,比引進的濕法磷酸凈化技術成本降低4.2%。蘇州大學等開發的多元催化劑嵌入法富集去除低濃度VOCs增強技術及應用,解決了低濃度污染物低驅動力條件下富集/催化降解效能低的技術難題,為低濃度廢氣和廢水中的VOCs、難降解有機物去除等提供了可行的工程應用技術。南京工業大學等自主開發的用于有機溶劑回收的有機-無機復合膜,實現了化學原料及化學制品制造行業中高純度有機溶劑的回收及資源化再利用。

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2.5 一批重大技術裝備的研制,提高了行業裝備自主化水平

“十三五”以來,我國在海上和陸地油氣勘探開發設備、儲存運輸等方面積極開展科研攻關,為促進油氣資源結構調整,保障國家能源安全,做出了積極貢獻。萬米超深井鉆機、深水大型物探船/工程地質勘探船及其配套技術裝備、海洋高精度地震勘探成套技術裝備、海洋復雜油氣藏三維測井綜合評價成套技術與裝備等的成功開發,為維護我國海洋權益,推動我國油氣工業走向深水和海外提供強有力的技術和裝備支撐。在煉油裝備方面,重油催化裂化主體裝置實現國產化;高壓加氫反應器、螺紋鎖緊環式高壓換熱器、高壓空冷器、離心式和往復式壓縮機等關鍵靜設備和動設備的開發成功標志著我國煉油工業的裝備水平躍上了一個新臺階。在煤化工裝備方面,大型壓縮機組(空分、循環氣)、大型氣化爐、大型合成反應器、自動控制系統等方面都實現了國產化,標志著我國現代煤化工產業已經具備獨立自主的技術裝備支撐體系。

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我國石化技術裝備行業規模增長勢頭良好,石油鉆采專用設備、煉化專用設備、煤化工專用設備、橡膠工業專用設備等技術裝備行業均取得長足的發展。按投資計算,煉油裝備國產化率超過90%,百萬噸級乙烯及下游裝置國產化率在85%以上,現代煤化工裝備國產化率在90%以上,橡膠裝備國產化率在95%左右。

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3 “十四五”發展機遇與面臨挑戰







當今世界科學技術比歷史上任何時期都更加深刻地決定著全球經濟發展、社會進步、人民幸福。創新已成為解決人類面臨的能源資源、生態環境、自然災害、人口健康等全球性問題的重要途徑,成為經濟社會發展的主要驅動力。

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3.1 發展機遇

“十四五”是我國實現“兩個百年”奮斗目標歷史交匯期,是石油和化工“由大國向強國轉變”的關鍵期,石油和化工行業是國民經濟的支柱產業,既有向下游市場提供終端產品,又有為上游產業提供原材料的顯著優勢。行業高質量發展對科技創新提出了巨大的需求:⑴ 為滿足電子信息、新能源、交通、航空航天等國民經濟重點領域和國家重大工程建設需求,需要在“補齊短板”的基礎上,大力發展高端石化產品制備技術;⑵ 為滿足人民生活更高層次需求,需要不斷提高產品質量,重點發展綠色農用化學品和化工產品的定制化技術;⑶ 為搶占未來產業戰略制高點,需要加強重大基礎研究和關鍵技術攻關,攻克一批制高點技術、研制一批戰略制高點產品;⑷ 推動綠色安全發展,需要開發一批低碳技術、本質安全技術與裝備;⑸ 深入推進兩化融合,需要扎實推進數字化、信息化和智能化技術。

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3.2 面臨的挑戰

當前正值百年未有之大變局,“十四五”期間,行業科技創新既有難得的發展機遇,同時也面臨諸多的挑戰。

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3.2.1 外部環境挑戰

國際環境嚴峻復雜多變。新冠疫情爆發并在全球肆虐,引起了世界的大重構。全球經濟急劇惡化,產業鏈供應鏈遭受重挫,去全球化浪潮、單邊主義、貿易保護主義盛行。國際科技合作與交流嚴重受挫。

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3.2.2 自身存在的突出問題

行業技術創新存在以下突出問題:⑴ 企業技術創新能力整體不強;⑵ 協同創新機制及科研成果工程轉化能力亟待提升;⑶ 服務終端市場的產品創新、創制能力亟待加強;⑷ 創新人才尤其是領軍人才的培養任重道遠。

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4 總體思路和發展目標







因面臨的形勢和發展環境不同,“十四五”行業科技創新將不同于以往任何時期。一是將更加突出自立自強,科技創新將由跟跑、并跑為主,向并跑和領跑為主轉變;二是在解決當前“卡脖子”技術基礎上,科技創新將更加注重面向未來的重大需求;三是在攻克關鍵共性技術和重大科技問題中,將更加注重跨領域協同、上下游合作。

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4.1 總體思路

以問題導向、目標導向、結果導向為牽引,以服務于“雙循環”新發展格局為總要求,圍繞“產業鏈”部署“創新鏈”、圍繞“創新鏈”布局“產業鏈”,著力“補鏈延鏈強鏈”,突出科技自立自強,突破一批關鍵技術、研制一批高端產品、組建一批創新平臺,提高行業科技供給能力,確保產業鏈、供應鏈穩定安全,推動行業高質量發展。

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4.2 發展目標

在“十四五”期間要研發一批關鍵共性技術;突破30~50項制約行業發展的“補短板”技術、“卡脖子”技術;在重點領域,開發80~100

  • 分類:行業資訊
  • 作者:胡遷林,胡鏑
  • 來源: 中國農藥工業協會
  • 發布時間:2021-10-29
  • 訪問量:0
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石油和化工行業“十四五”科技發展思路

1 產業發展概況

石油和化學工業是我國國民經濟基礎原材料和基礎能源工業,為國民經濟各行業發展提供支撐。其涉及的原料有石油、煤炭、天然氣、天然礦物、生物質,涉及的下游產品包括汽、柴、煤、潤滑油等油品,化肥和農藥等農用化學品,有機和無機基本原料,合成高分子材料,精細與專用化學品等。石油和化學工業具有產品品種多、產業關聯度大,技術、資金、能源密集等特點。

 

2019年,我國石油和化學工業有規模以上企業2.6萬家,全行業從業人數600余萬人,主營業務收入達12.27萬億元,其中化工行業6.88萬億;實現利潤6683.67億元;進出口總額7222.1億美元。2020年,規模以上企業實現營業收入11.08萬億元,同比下降8.7%;利潤總額5155.5億元,同比降幅13.5%;進出口總額6297.7億美元,同比下降12.8%。

 

2020年受新冠疫情和全球經濟低迷的影響,行業經濟指標均有所下降,但“十三五”期間行業仍然實現了增加值年均增長4.51%、營業收入年均增長4.17%、利潤總額平均增長5.95%、進出口總額年均增長3.74%(其中出口總額年均增長2.66%)的好成績。

 

我國是名副其實的石油和化學工業大國。2010年我國石油和化工行業取得了跨越式發展,全行業實現銷售收入8.88萬億,僅次于美國位列全球第二,其中化工行業銷售收入首次超過美國成為世界第一,這一地位一直保持不變。2017年,中國的化學品銷售額1.29萬億歐元,已經超過了美國(4660億)和歐洲(4020億)化學品銷售額總和;2019年中國的化學品銷售額,已經超過了美國、歐洲和日本化學品銷售額總和。

 

2 “十三五”科技創新取得的主要成就

“十三五”期間,隨著國家創新驅動發展戰略實施深入,全行業科技創新投入、創新活動不斷增加,創新能力不斷提升,科技創新成果斐然。

 

“十三五”期間我國石化工業發明專利申請量占全球石化行業的比例逐年增加,到2020年達到了69.49%,5年增長率為84.96%。

 

 

“十三五”期間,我國石油和化工行業獲得專利授權超過29.75萬件,比“十二五”期間獲得授權專利18.27萬件增加11.48萬件。“十三五”期間,全行業共獲得國家科學技術獎152項,授予行業科學技術獎1 094項;共建設國家級企業技術中心36家、國家技術創新示范企業24家、聯合工程實驗室和工程研究中心33家。

 

2.1 突破了一批先進勘探開發技術,為我國油氣穩產和保供提供了保障

中石油長慶油田通過持續加強低滲透油氣藏勘探開發技術攻關,突破一系列關鍵技術,先后獲100多項省部級以上科技成果,為穩產5000萬t原油打下了堅實基礎。中國石化立足自主創新,在勘探開發理論、物探與井筒技術及裝備研發方面取得重大突破,發現并成功開發了我國首個也是目前最大的頁巖氣田——涪陵頁巖氣田,使我國成為北美之外第一個實現規?;_發頁巖氣的國家。該項成果獲得2017年度國家科技進步一等獎。陜西延長石油有限責任公司聯合中國石油大學、中國科學院等單位開發形成了完整配套的勘探開發技術體系。利用此技術新增探明儲量17億t,使我國原油年產量由380萬t增加到1241萬t,連續10年千萬t以上增產穩產,推動鄂爾多斯盆地躍升為國內最大的油氣生產基地,為國家能源安全和陜北革命老區社會經濟發展作出了重大貢獻。該項成果獲得2016年度國家科技進步二等獎。中國海洋石油集團有限公司等單位歷經8年協同攻關,首創渤海灣盆地深層大型整裝凝析氣田勘探理論技術,揭示了烴源巖大規模生油之后還能大面積高強度生氣機理,證實內陸裂谷盆地巖石圈減薄背景下的渤海灣盆地具有形成大氣田的物質基礎。該項成果獲得2019年度國家科技進步一等獎。

 

2.2 攻克了一批具有自主知識產權的現代煤化工技術,保持了我國現代煤化工國際領先的地位

“十三五”以來,在全球原料多元化進程中,中國現代煤化工產業加快推進,攻克了大型先進煤氣化、煤制油(間接法)、煤制乙醇等一大批核心關鍵技術難題,通過示范工程的實施,實現了關鍵技術裝備的產業化。多噴嘴對置式水煤漿氣化技術、航天粉煤加壓氣化技術、水煤漿水冷壁廢鍋煤氣化技術等先進煤氣化技術正在向長周期大型化邁進。

 

國家能源集團寧夏煤業公司“400萬t/a煤炭間接液化示范項目”發明了高活性、高選擇性和高抗磨損費托合成Fe-Mn系催化劑,首創了高溫漿態床費托合成新工藝;攻克大型費托合成反應器工程化技術瓶頸,完成了國家27項重大裝備及材料國產化任務,開發出了大型煤間接液化系統集成及清潔運行成套技術,最終實現了“安全穩定清潔”運行,有力推動了我國煤炭間接液化產業的發展。中國科學院大連化學物理研究所開發了“第三代甲醇制烯烴(DMTO-III)技術”,中試試驗考核結果表明:甲醇轉化率99.06%,乙烯丙烯選擇性85.90%(重量比),噸烯烴甲醇單耗2.661 t,較一代技術甲醇單耗(約3.0 t/t)大幅下降。該DMTO-III技術已成功實施了技術許可,其新一代催化劑已在多套現有百萬噸級DMTO工業裝置中應用。

 

2.3 創新開發了一批化工新材料和高端化學品補“短板”和“制高點”技術,引領產業向中高端邁進

我國化工新材料和專用化學品在先進高分子材料、高性能樹脂、特種合成橡膠、高性能纖維、功能性膜材料、電子化學品等一系列重要領域取得了突破性進展。

 

萬華化學集團股份有限公司開發的脂肪族異氰酸酯(ADI)全產業鏈制造技術,打破了國外公司對ADI系列產品全產業鏈制造技術長達70年的壟斷,培育出了世界上品種最齊全、技術領先、產業鏈最完整的ADI特色產業集群,實現了航天軍工、高端裝備制造業、新能源和節能環保產業的關鍵原材料國產化自主供應。山東東岳高分子材料有限公司在成功開發出第一代國產氯堿膜基礎上,又成功研制出“高電流密度、低槽電壓”新一代高性能國產氯堿離子膜。東岳開發的“新一代全氟離子膜”,可有效替代國外產品,是國產氯堿離子膜發展的又一個里程碑。金發科技股份有限公司開發出性能國際領先的耐高溫半芳香尼龍PA10T系列產品,實現了半芳香高溫尼龍的產業化,打破了國外在該領域的技術和市場壟斷,搶占了市場競爭的制高點。湖北興發集團開發出“芯片用超高純電子級磷酸及高選擇性蝕刻液生產關鍵技術”。通過突破高純黃磷制備技術、磷酸酐膜阻隔防腐蝕技術,制備出超高純電子級磷酸(雜質含量低于10pbb),通過創新芯片蝕刻液蝕刻速率精準調控技術,成功制備高選擇性磷酸系蝕刻液。

 

2.4 研發了一批先進過程強化和資源化利用技術,極大地提高行業綠色發展水平

“十三五”以來,全行業積極開發和推廣先進過程強化和資源化利用技術,大力推進清潔生產和循環經濟,行業總能耗和重點產品能耗持續下降,“三廢”排放顯著降低。

 

中國石油大學(北京)針對碳四烷基化超清潔汽油生產的重大需求,開發了一項全新的綠色、安全、環保的碳四烷基化技術,并建成世界首套“10萬t/a復合離子液體碳四烷基化工業裝置”,打破了國外公司清潔汽油生產的技術壟斷,攻克了困擾煉油行業幾十年的世界性難題。清華大學和甕福集團開發的微通道濕法磷酸凈化技術,使食品級磷酸生產比熱法工藝成本降低23.8%,比引進的濕法磷酸凈化技術成本降低4.2%。蘇州大學等開發的多元催化劑嵌入法富集去除低濃度VOCs增強技術及應用,解決了低濃度污染物低驅動力條件下富集/催化降解效能低的技術難題,為低濃度廢氣和廢水中的VOCs、難降解有機物去除等提供了可行的工程應用技術。南京工業大學等自主開發的用于有機溶劑回收的有機-無機復合膜,實現了化學原料及化學制品制造行業中高純度有機溶劑的回收及資源化再利用。

 

2.5 一批重大技術裝備的研制,提高了行業裝備自主化水平

“十三五”以來,我國在海上和陸地油氣勘探開發設備、儲存運輸等方面積極開展科研攻關,為促進油氣資源結構調整,保障國家能源安全,做出了積極貢獻。萬米超深井鉆機、深水大型物探船/工程地質勘探船及其配套技術裝備、海洋高精度地震勘探成套技術裝備、海洋復雜油氣藏三維測井綜合評價成套技術與裝備等的成功開發,為維護我國海洋權益,推動我國油氣工業走向深水和海外提供強有力的技術和裝備支撐。在煉油裝備方面,重油催化裂化主體裝置實現國產化;高壓加氫反應器、螺紋鎖緊環式高壓換熱器、高壓空冷器、離心式和往復式壓縮機等關鍵靜設備和動設備的開發成功標志著我國煉油工業的裝備水平躍上了一個新臺階。在煤化工裝備方面,大型壓縮機組(空分、循環氣)、大型氣化爐、大型合成反應器、自動控制系統等方面都實現了國產化,標志著我國現代煤化工產業已經具備獨立自主的技術裝備支撐體系。

 

我國石化技術裝備行業規模增長勢頭良好,石油鉆采專用設備、煉化專用設備、煤化工專用設備、橡膠工業專用設備等技術裝備行業均取得長足的發展。按投資計算,煉油裝備國產化率超過90%,百萬噸級乙烯及下游裝置國產化率在85%以上,現代煤化工裝備國產化率在90%以上,橡膠裝備國產化率在95%左右。

 

3 “十四五”發展機遇與面臨挑戰

當今世界科學技術比歷史上任何時期都更加深刻地決定著全球經濟發展、社會進步、人民幸福。創新已成為解決人類面臨的能源資源、生態環境、自然災害、人口健康等全球性問題的重要途徑,成為經濟社會發展的主要驅動力。

 

3.1 發展機遇

“十四五”是我國實現“兩個百年”奮斗目標歷史交匯期,是石油和化工“由大國向強國轉變”的關鍵期,石油和化工行業是國民經濟的支柱產業,既有向下游市場提供終端產品,又有為上游產業提供原材料的顯著優勢。行業高質量發展對科技創新提出了巨大的需求:⑴ 為滿足電子信息、新能源、交通、航空航天等國民經濟重點領域和國家重大工程建設需求,需要在“補齊短板”的基礎上,大力發展高端石化產品制備技術;⑵ 為滿足人民生活更高層次需求,需要不斷提高產品質量,重點發展綠色農用化學品和化工產品的定制化技術;⑶ 為搶占未來產業戰略制高點,需要加強重大基礎研究和關鍵技術攻關,攻克一批制高點技術、研制一批戰略制高點產品;⑷ 推動綠色安全發展,需要開發一批低碳技術、本質安全技術與裝備;⑸ 深入推進兩化融合,需要扎實推進數字化、信息化和智能化技術。

 

3.2 面臨的挑戰

當前正值百年未有之大變局,“十四五”期間,行業科技創新既有難得的發展機遇,同時也面臨諸多的挑戰。

 

3.2.1 外部環境挑戰

國際環境嚴峻復雜多變。新冠疫情爆發并在全球肆虐,引起了世界的大重構。全球經濟急劇惡化,產業鏈供應鏈遭受重挫,去全球化浪潮、單邊主義、貿易保護主義盛行。國際科技合作與交流嚴重受挫。

 

3.2.2 自身存在的突出問題

行業技術創新存在以下突出問題:⑴ 企業技術創新能力整體不強;⑵ 協同創新機制及科研成果工程轉化能力亟待提升;⑶ 服務終端市場的產品創新、創制能力亟待加強;⑷ 創新人才尤其是領軍人才的培養任重道遠。

 

4 總體思路和發展目標

因面臨的形勢和發展環境不同,“十四五”行業科技創新將不同于以往任何時期。一是將更加突出自立自強,科技創新將由跟跑、并跑為主,向并跑和領跑為主轉變;二是在解決當前“卡脖子”技術基礎上,科技創新將更加注重面向未來的重大需求;三是在攻克關鍵共性技術和重大科技問題中,將更加注重跨領域協同、上下游合作。

 

4.1 總體思路

以問題導向、目標導向、結果導向為牽引,以服務于“雙循環”新發展格局為總要求,圍繞“產業鏈”部署“創新鏈”、圍繞“創新鏈”布局“產業鏈”,著力“補鏈延鏈強鏈”,突出科技自立自強,突破一批關鍵技術、研制一批高端產品、組建一批創新平臺,提高行業科技供給能力,確保產業鏈、供應鏈穩定安全,推動行業高質量發展。

 

4.2 發展目標

在“十四五”期間要研發一批關鍵共性技術;突破30~50項制約行業發展的“補短板”技術、“卡脖子”技術;在重點領域,開發80~100項先進技術、產品,組織推廣先進適用技術200項,實施節能減排重大技術示范工程20項;自主研制10~15套大型成套技術與裝備,產業基礎進一步穩固。大數據、云計算、物聯網、人工智能、數字基因組等在行業得到初步應用,突破一批關鍵技術,形成一批數字化工廠、數字化園區的示范,建成2~3個工業互聯網應用平臺。

 

面向基層和一線,培養和造就數量足夠、結構優化、布局合理、素質優良的創新人才隊伍,構建較完備的“人才鏈”;組建20~30個行業重點實驗室、工程實驗室和工程中心,組建20個創新聯合體(產業技術創新聯盟)或產業技術公共服務平臺;建成一批國家級研發平臺。

 

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