石油和化工行业“十四五”科技发展思路 及科技创新重点

2021-11-06 07:30胡迁林
世界农药 2021年10期
关键词:十四五

胡迁林,胡 镝

(1.中国石油和化学工业联合会,北京 100723;2.中化商务有限公司,北京 100045)

1 产业发展概况

石油和化学工业是我国国民经济基础原材料和基础能源工业,为国民经济各行业发展提供支撑。 其涉及的原料有石油、煤炭、天然气、天然矿物、生物质,涉及的下游产品包括汽、柴、煤、润滑油等油品,化肥和农药等农用化学品,有机和无机基本原料,合成高分子材料,精细与专用化学品等。石油和化学工业具有产品品种多、产业关联度大,技术、资金、能源密集等特点。

2019年,我国石油和化学工业有规模以上企业2.6万家,全行业从业人数600余万人,主营业务收入达12.27万亿元,其中化工行业6.88万亿;实现利润6 683.67亿元;进出口总额7 222.1亿美元。2020年,规模以上企业实现营业收入11.08万亿元,同比下降8.7%;利润总额5 155.5亿元,同比降幅13.5%;进出口总额6 297.7亿美元,同比下降12.8%。

2020年受新冠疫情和全球经济低迷的影响,行业经济指标均有所下降,但“十三五”期间行业仍然实现了增加值年均增长4.51%、营业收入年均增长4.17%、利润总额平均增长5.95%、进出口总额年均增长3.74%(其中出口总额年均增长2.66%)的好成绩。

我国是名副其实的石油和化学工业大国。2010年我国石油和化工行业取得了跨越式发展,全行业实现销售收入8.88万亿,仅次于美国位列全球第二,其中化工行业销售收入首次超过美国成为世界第一,这一地位一直保持不变。2017年,中国的化学品销售额1.29万亿欧元,已经超过了美国(4 660亿)和欧洲(4 020亿)化学品销售额总和;2019年中国的化学品销售额,已经超过了美国、欧洲和日本化学品销售额总和。

2 “十三五”科技创新取得的主要成就

“十三五”期间,随着国家创新驱动发展战略实施深入,全行业科技创新投入、创新活动不断增加,创新能力不断提升,科技创新成果斐然。

“十三五”期间我国石化工业发明专利申请量占全球石化行业的比例逐年增加,到2020年达到了69.49%,5年增长率为84.96%。

表1 2005-2020年石油和化工行业专利申请量

“十三五”期间,我国石油和化工行业获得专利授权超过29.75万件,比“十二五”期间获得授权专利18.27万件增加11.48万件。“十三五”期间,全行业共获得国家科学技术奖152项,授予行业科学技术奖1 094项;共建设国家级企业技术中心36家、国家技术创新示范企业24家、联合工程实验室和工程研究中心33家。

2.1 突破了一批先进勘探开发技术,为我国油气稳产和保供提供了保障

中石油长庆油田通过持续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,先后获100多项省部级以上科技成果,为稳产5 000万t原油打 下了坚实基础。中国石化立足自主创新,在勘探开发理论、物探与井筒技术及装备研发方面取得重大突破,发现并成功开发了我国首个也是目前最大的页岩气田——涪陵页岩气田,使我国成为北美之外第一个实现规模化开发页岩气的国家。该项成果获得2017年度国家科技进步一等奖。陕西延长石油有限责任公司联合中国石油大学、中国科学院等单位开发形成了完整配套的勘探开发技术体系。利用此技术新增探明储量17亿t,使我国原油年产量由380万t增加到1 241万t,连续10年千万t以上增产稳产,推动鄂尔多斯盆地跃升为国内最大的油气生产基地,为国家能源安全和陕北革命老区社会经济发展作出了重大贡献。该项成果获得2016年度国家科技进步二等奖。中国海洋石油集团有限公司等单位历经8年协同攻关,首创渤海湾盆地深层大型整装凝析气田勘探理论技术,揭示了烃源岩大规模生油之后还能大面积高强度生气机理,证实内陆裂谷盆地岩石圈减薄背景下的渤海湾盆地具有形成大气田的物质基础。该项成果获得2019年度国家科技进步一等奖。

2.2 攻克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的地位

“十三五”以来,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公司“400万t/a煤炭间接液化示范项目”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,开发出了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,有力推动了我国煤炭间接液化产业的发展。中国科学院大连化学物理研究所开发了“第三代甲醇制烯烃(DMTO-III)技术”,中试试验考核结果表明:甲醇转化率99.06%,乙烯丙烯选择性85.90%(重量比),吨烯烃甲醇单耗2.661 t,较一代技术甲醇单耗(约3.0 t/t)大幅下降。该DMTO-III技术已成功实施了技术许可,其新一代催化剂已在多套现有百万吨级DMTO工业装置中应用。

2.3 创新开发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

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、特种合成橡胶、高性能纤维、功能性膜材料、电子化学品等一系列重要领域取得了突破性进展。

万华化学集团股份有限公司开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公司在成功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”新一代高性能国产氯碱离子膜。东岳开发的“新一代全氟离子膜”,可有效替代国外产品,是国产氯碱离子膜发展的又一个里程碑。金发科技股份有限公司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技术、磷酸酐膜阻隔防腐蚀技术,制备出超高纯电子级磷酸(杂质含量低于10 pbb),通过创新芯片蚀刻液蚀刻速率精准调控技术,成功制备高选择性磷酸系蚀刻液。

2.4 研发了一批先进过程强化和资源化利用技术,极大地提高行业绿色发展水平

“十三五”以来,全行业积极开发和推广先进过程强化和资源化利用技术,大力推进清洁生产和循环经济,行业总能耗和重点产品能耗持续下降,“三废”排放显著降低。

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t/a复合离子液体碳四烷基化工业装置”,打破了国外公司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%。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。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。

2.5 一批重大技术装备的研制,提高了行业装备自主化水平

“十三五”以来,我国在海上和陆地油气勘探开发设备、储存运输等方面积极开展科研攻关,为促进油气资源结构调整,保障国家能源安全,做出了积极贡献。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成功开发,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强有力的技术和装备支撑。在炼油装备方面,重油催化裂化主体装置实现国产化;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的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。在煤化工装备方面,大型压缩机组(空分、循环气)、大型气化炉、大型合成反应器、自动控制系统等方面都实现了国产化,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。

我国石化技术装备行业规模增长势头良好,石油钻采专用设备、炼化专用设备、煤化工专用设备、橡胶工业专用设备等技术装备行业均取得长足的发展。按投资计算,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。

3 “十四五”发展机遇与面临挑战

当今世界科学技术比历史上任何时期都更加深刻地决定着全球经济发展、社会进步、人民幸福。创新已成为解决人类面临的能源资源、生态环境、自然灾害、人口健康等全球性问题的重要途径,成为经济社会发展的主要驱动力。

3.1 发展机遇

“十四五”是我国实现“两个百年”奋斗目标历史交汇期,是石油和化工“由大国向强国转变”的关键期,石油和化工行业是国民经济的支柱产业,既有向下游市场提供终端产品,又有为上游产业提供原材料的显著优势。行业高质量发展对科技创新提出了巨大的需求:⑴ 为满足电子信息、新能源、交通、航空航天等国民经济重点领域和国家重大工程建设需求,需要在“补齐短板”的基础上,大力发展高端石化产品制备技术;⑵ 为满足人民生活更高层次需求,需要不断提高产品质量,重点发展绿色农用化学品和化工产品的定制化技术;⑶ 为抢占未来产业战略制高点,需要加强重大基础研究和关键技术攻关,攻克一批制高点技术、研制一批战略制高点产品;⑷ 推动绿色安全发展,需要开发一批低碳技术、本质安全技术与装备;⑸ 深入推进两化融合,需要扎实推进数字化、信息化和智能化技术。

3.2 面临的挑战

当前正值百年未有之大变局,“十四五”期间,行业科技创新既有难得的发展机遇,同时也面临诸多的挑战。

3.2.1 外部环境挑战

国际环境严峻复杂多变。新冠疫情爆发并在全球肆虐,引起了世界的大重构。全球经济急剧恶化,产业链供应链遭受重挫,去全球化浪潮、单边主义、贸易保护主义盛行。国际科技合作与交流严重受挫。

3.2.2 自身存在的突出问题

行业技术创新存在以下突出问题:⑴ 企业技术创新能力整体不强;⑵ 协同创新机制及科研成果工程转化能力亟待提升;⑶ 服务终端市场的产品创新、创制能力亟待加强;⑷ 创新人才尤其是领军人才的培养任重道远。

4 总体思路和发展目标

因面临的形势和发展环境不同,“十四五”行业科技创新将不同于以往任何时期。一是将更加突出自立自强,科技创新将由跟跑、并跑为主,向并跑和领跑为主转变;二是在解决当前“卡脖子”技术基础上,科技创新将更加注重面向未来的重大需求;三是在攻克关键共性技术和重大科技问题中,将更加注重跨领域协同、上下游合作。

4.1 总体思路

以问题导向、目标导向、结果导向为牵引,以服务于“双循环”新发展格局为总要求,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”,突出科技自立自强,突破一批关键技术、研制一批高端产品、组建一批创新平台,提高行业科技供给能力,确保产业链、供应链稳定安全,推动行业高质量发展。

4.2 发展目标

在“十四五”期间要研发一批关键共性技术;突破30~50项制约行业发展的“补短板”技术、“卡脖子”技术;在重点领域,开发80~100项先进技术、产品,组织推广先进适用技术200项,实施节能减排重大技术示范工程20项;自主研制10~15套大型成套技术与装备,产业基础进一步稳固。

大数据、云计算、物联网、人工智能、数字基因组等在行业得到初步应用,突破一批关键技术,形成一批数字化工厂、数字化园区的示范,建成2~3个工业互联网应用平台。

面向基层和一线,培养和造就数量足够、结构优化、布局合理、素质优良的创新人才队伍,构建较完备的“人才链”;组建20~30个行业重点实验室、工程实验室和工程中心,组建20个创新联合体(产业技术创新联盟)或产业技术公共服务平台;建成一批国家级研发平台。

5 科技创新重点任务

我国是石油和化工生产大国,但不是强国,主要原因之一是由于我国石油和化工科技创新能力较弱,行业发展缺乏关键技术支撑。“十四五”期间全行业要大力加强科技创新。

5.1 突破一批关键共性技术

5.1.1 新催化技术

催化技术是化工行业最重要的关键共性技术,60%以上的化学品和90%的化工工艺与催化有着密切的关系,在2001-2010年,全球围绕催化创新的相关技术研究有4次获得诺贝尔奖。新催化技术一直成为全球研究开发的热点。“十四五”期间,催化技术发展的重点:一是开发高性能的催化材料,包括低成本载体、高效分子筛、高效稳定非贵金属、单原子催化、非晶态合金、固体酸、磁性材料、离子液体等高性能催化材料;二是开发先进绿色工艺,主要包括围绕催化加氢工艺的安全性、催化氧化选择性、生物催化的稳定性、原子经济性等,开展绿色工艺的研发;三是开发高效催化剂,包括分子筛催化剂、杂多酸催化剂、固体超强酸催化剂、光催化剂、膜催化剂、电极催化剂、酶催化剂等;四是开发贵金属绿色回收及资源化利用技术,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。

5.1.2 过程强化技术

开展微界面、基于外场、微化工系统、新介质/新材料、过程耦合的化工过程强化新技术等研究,开发危险工艺本质安全技术及装备,实现重要化学品、典型材料和石油炼制等工业生产过程的绿色化和高效化,构筑具有我国特色和自主知识产权的化工过程强化技术体系。开展基于微通道、管式反应器等的新一代微化工系统设计、集成、制造与性能评价、微尺度多相流动的数学模型建立、模拟及优化等基础研究,深入研究微化工条件下硝化、卤化、加氢、氧化、沉淀、聚合、萃取、吸收、离子交换等化学反应和分离过程的科学规律,阐明微时空尺度下化学品制造过程的设计、运行和控制原理,攻克微化工系统的全流程智能优化和自主控制技术,创制若干典型精细化学品微化工生产平台,形成软硬件相结合的微化工技术示范。

5.1.3 先进膜分离材料与技术

构建面向应用过程的膜材料分子设计、表面性质调变和孔道微结构控制方法,探索膜结构及性能在服役过程中的动态演化过程及主动调适优化过程,研究分离过程中膜表面、限域效应及物质在纳微孔道的传递行为,揭示流体传质规律及构建理论模型,在膜材料的基础理论研究方面取得突破;重点开发一系列颠覆性原创性膜材料,形成一批专有制备技术。

重点研发低成本陶瓷分离膜材料规模化制造及膜组件制造技术、聚四氟乙烯膜的双向拉伸和双层共拉伸制备及改性技术、高温气体分离膜材料规模化制备技术、负载纳米粒子的高效催化过滤材料制备技术、高温气体除尘用膜材料规模化制造技术及耐高温膜组件密封技术、耐溶剂膜材料及其应用技术、分子筛渗透汽化膜、气体分离膜等规模化制造技术、基于有机功能膜的生物固定化技术、新型液膜分离技术、泡沫碳化硅大规模连续化制造装备技术及规整填料的工业应用技术、高容量的吸附剂及大孔吸附剂开发与应用技术、高电流密度低槽电压氯碱离子膜(运行电流密度5.0~6.5 kA/m2)等材料规模化制备关键技术。

5.1.4 生物化工技术

生物化工技术是生物技术与化学工程相结合而形成的,其核心是生物催化(biocatalysis)。生物催化技术的应用可在未来的20年中使传统化学工业原材料、水和能源消耗减少30%、污染物排放减少30%。“十四五”期间要重点发展与生物质利用、生物炼制相关的酶种,如纤维素酶、半纤维素酶、淀粉水解酶、脂肪酶、糖苷酶、核酸水解酶及蛋白酶等;突破生物基平台化合物、手性化工中间体、生物基材料等重大化工产品生物制造的产业化瓶颈,形成有机酸、化工醇、生物基材料等产品制造的平台技术体系,形成手性醇、手性酸、甾体等高附加值手性中间体生产的创新生物制造路线。

5.1.5 先进控制与信息技术

推动研发数据域(研发设计数据、开发测试数据等)、生产数据域(控制信息、工况状态、工艺参数、系统日志等)、运维数据域(物流数据、产品售后服务数据等)、管理数据域(系统设备资产信息、客户与产品信息、产品供应链数据、业务统计数据等)、外部数据域(与其他主体共享的数据等)等工业数据资产的科学、安全管理。推动先进优化系统(APC)、智能控制系统(IPC)在石化和化工企业的应用。提高生产执行系统(MES)应用普及率、覆盖范围及应用深度。运用信息技术手段推动原材料采购、生产制造过程、物流仓储产供销产业链一体化,实现产品可追湖、制造过程可监控、效益可实时计算的目标。

5.2 开发一批补短板、强基础、建高端产品技术

5.2.1 油气勘探开发

“十四五”期间围绕保障国家能源资源安全,在地质工程一体化、工程智能化指导思想下,重点突破一批油气勘探开发重大关键技术。“十四五”科技创新重点:⑴ 提升复杂区油气勘探能力,加大叠合盆地下构造层的资源发现率,夯实发展的资源基础;⑵ 老油田、低品位油气提高采收率,由注水向注气转变,通过CO2驱油技术有效提高低/特低渗油藏动用程度,增加油田可采储量,同时实现CO2地质有效封存,减少CO2排放,实现安全环保和石油高质量发展;⑶ 完善近海非常规油气资源高效开发技术体系,突破深海、深层、极地等新领域勘探开发技术;⑷ 开发常规、非常规油气地质工程一体化综合勘探开发技术,统一集成、精细化高精度地震勘探理论技术,通过工艺技术改进,缩短施工周期,提高施工效率和质量,提升油气生产效益,做好低油价风险防范的理论技术支持;⑸ 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,推动油气产业与互联网、人工智能的深度结合,提升油气勘探与生产、储运等全产业链的智能化水平和效率。

5.2.2 石油化工

积极推进“炼化一体化”,按照“宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油”的原则,从分子角度最有效地利用原油资源,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,提升我国炼油化工行业整体竞争力。技术创新主要在以下4个方面进行:⑴ 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;⑵ 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;⑶ 优化油品组成结构,加快基础油质量升级,开发高端润滑油产品;⑷ 多方式增产丙烯、芳烃及乙烯裂解原料,实现基础化工产品高附加值、绿色高效低碳生产。

5.2.3 基础无机化学品

基础无机化学品是传统产业,其产能已经接近饱和,“十四五”期间科技创新应重点围绕节能减排、产业升级来开展。

⑴ 无机盐行业

无机盐行业重点发展液相连续法及电解生产铬盐技术、清洁化磷煤联产绿色生产技术装备和现有黄磷炉尾气综合利用技术、氟硅酸钠制取无水氟化氢联产白炭黑技术等,发展核用级硼酸、储能器件和超级电容器用钡盐、黑磷烯等二维材料、高聚合度的聚磷酸铵、工业熔盐、特种超细二氧化硅等超细粉体材料、纳米氢氧化镁等产品。

⑵ 氯碱行业

氯碱行业发展电石法氯乙烯无汞催化剂工业化制备,PVC类粉粒物料自动装车技术等。电石行业重点开发乙炔羰基化合成丙烯酸技术、乙炔羰化合成丁二酸技术、炔醛法1,4-丁二醇及下游产品等。

⑶ 纯碱行业

纯碱行业加快推广离心机二次分离重碱、一水碱节能技术、水平带式滤碱系列节能技术、干法加灰节能技术、变换气制碱及其清洗新工艺技术、粉体流凉碱技术,以及在合适区域推广井下循环制碱技术等;重点开发氯化铵分解转化技术,重点发展低盐重质纯碱、食用级和医药级纯碱等。

⑷ 硫酸行业

硫酸行业针对高硫高铁矿开发制酸新技术、H2S制酸ECOSA®硫回收工艺技术,开发磷石膏制酸新技术,完善及改进有机胺回收二氧化硫制酸技术及装备,推进采用微波干燥和中频煅烧等技术生产新型高效制硫酸催化剂。

5.2.4 农用化学品

以严控总量、稳定存量、优化增量为目标,加大科技创新、节能降耗和清洁生产力度,实现行业发展方式由“数量型向质量型”转变。

⑴ 氮肥行业

要集中力量开发与推广高效节能先进煤气化技术、传统煤气化技术环保质量提升技术、高效低压大型氨合成技术、低能耗大型压缩机技术、新型肥料增效技术,同时利用现有合成氨装置发展多联产。

⑵ 磷复肥行业

大力开发新型增效复混肥料,特别是具有缓控释功能的磷素肥料,发展具有土壤调理功能的肥料产品,进一步推广配方肥,努力提高水溶肥产品质量,加快肥料元素间的互作研究,提升缓控释肥料精准控制技术和绿色可降解技术。

⑶ 磷矿综合应用

加快磷矿全元素利用技术研究和磷石膏低成本无害化处理技术及新型石膏建材产品技术开发利用,优化提升磷石膏制水泥、硫酸、硫酸铵、硫酸钾、硫酸钙晶须等工艺技术水平

⑷ 农药行业

开发具有自主知识产权的绿色生态农药品种,完成绿色生态农药分子设计和系统优化重大共性关键技术开发,开发智能化微反应、连续化等工程化技术,提升农药制造的绿色化和智能化水平。完成高工效农药绿色剂型、关键助剂与应用技术的开发,开发节能减排新工艺。

5.2.5 现代煤化工

现代煤化工“十四五”科技创新主要任务包括:⑴ 开发新型先进煤气化技术;⑵ 进一步优化煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇工艺,节能增效;⑶ 研发高附加值煤制化学品、特种油品新产品,延伸现代煤化工产业链;⑷ 开发短流程、差异化技术,提升竞争力;⑸ 研发节能节水和环保新技术,提升绿色低碳水平。重点发展的技术和产品:开发超高压特大型清洁水煤浆气化成套技术与装备(7.2 MpaG,单炉投煤量5 000 t/d),4.5 MPa大型干粉煤气化技术(单炉投煤量3 000 t/d);开发煤直接液化制高性能燃料技术,煤温和加氢液化技术,开发新一代费托合成工艺技术,煤制油产品制备特种油品、高融点蜡、高碳醇及下游产品、高端润滑油基础油等技术;开发单系列13~20亿m3/a甲烷化反应器及甲烷化催化剂;新一代甲醇制烯烃技术,甲烷偶联制烯烃技术;煤经草酸二甲酯、碳酸二甲酯生产聚乙醇酸及聚碳等煤制化学品技术;研发清洁高效的低阶煤热解技术;开发合成气一步法制烯烃、低碳醇醚、对二甲苯、制高碳醇技术;开发合成反应热高效利用技术,低位能有效利用,密闭式循环冷却技术;开发高含盐浓缩水处置技术,多种废气污染物处置关键技术,结晶盐资源化及安全处置技术,低能耗、低成本、大规模CO2利用技术。

5.2.6 化工新材料

“十四五”期间要重点加快特种工程塑料、高性能特种尼龙工程塑料、高端功能膜材料、热塑性弹性体等开发,力争到2025年,我国实现化工新材料整体自给率由2020年的大约70%提高到2025年的80%以上,其中部分产品工业化技术抢占国际制高点。通过突破定向催化、高效绿色聚合工艺、材料新型加工和应用等关键共性技术,新建装置或在现有工业装置上实现高端专用合成树脂、合成橡胶、新型阻燃材料、合成纤维原料的规模化生产,并实现生产工艺绿色化。力争到2025年,实现合成树脂大宗牌号专用树脂、合成橡胶主要专用牌号自主化,实现部分合成树脂本征阻燃,创制1~2项新型高分子材料并实现工业化生产。

5.2.7 橡胶加工

重点以轮胎标签法规双A轮胎(滚阻A级,湿抓A级)和高耐磨性能为目标,推广液相混炼橡胶新材料。重点发展超低断面、高速度级别轿车子午线绿色轮胎;宽断面、无内胎、长寿命载重子午线轮胎;57寸以上巨型子午线轮胎以及高端航空轮胎等。在轮胎行业推广RFID电子标签。同时积极发展智能化轮胎生产技术,积极构建橡胶产业链工业互联网平台、网络化协同制造、智能制造等新型制造模式。

5.2.8 精细与专用化学品

在消费升级的大背景下,我国精细化工供给结构需要加快调整和升级,促进产业结构在产业链高端上延伸。以解决催化技术、过程强化技术、两化融合技术等制约我国精细化工行业发展的共性关键技术为突破口,提升精细化工行业的整体技术水平。

⑴ 染料

重点发展连续反应微型化装备和智能化系统,以典型多硝化、氯化、磺化、光气化、三聚氟氰的制造及取代等反应的本质安全为目标,建立示范装置。重点发展高清晰度数码印花、芳纶和芳纶细旦纤维、涤纶混纺细旦纤维等新型纺织纤维的着色用的分散染料、活性染料等以及色浆产品。

开发满足生命科学、电子信息等战略新兴产业急需的新结构、功能性染料新品种。

⑵ 颜料

重点发展千吨级酞菁颜料、杂环有机颜料和偶氮型有机颜料连续化生产工艺及装备;开发万吨级高性能高浓度色母粒高效清洁化生产工艺及装备。重点开发包覆颜料,提升产品耐热耐光性能;特殊效果颜料,如温变颜料,光变颜料,随湿度而改变的颜料;紫外光固化油墨,紫外光固化喷墨,紫外光固化涂料以及新结构颜料等。

⑶ 涂料

重点发展特性(开关)转换聚合物、树枝状或超支化聚合物、相变水性树脂、可控制固化聚合物、反应性成膜助剂、低温固化粉末树脂、超疏水和抗菌聚合物;进行汽车电泳漆、高档汽车面漆、高端防腐涂料、涂料助剂产品工业化研究;开发万吨级丙烯酸叔丁酯、丙二醇单甲醚醋酸酯等绿色工艺。

⑷ 纺织助剂

重点开发新型冷堆精练剂、低温练漂精练剂等前处理助剂;性能优异的针织平幅精练剂、小浴比皂洗剂、数码印花配套助剂;绿色环保无磷无卤耐久阻燃剂、高性能无氟防水剂、无甲醛免烫树脂等功能性后整理助剂;抗菌、防螨、防蚊、抗紫外、抗辐射等防护功能助剂。

⑸ 胶黏剂

胶黏剂重点开发水基型、热熔型、无溶剂型、辐射固化、改性、生物降解等低VOCs含量的胶黏剂产品制备技术。

⑹ 电子化学品

重点攻克的产品技术有:①光刻胶:显示用彩色光刻胶、TFT-LCD正性光刻胶、彩胶用蓝色染料等;半导体用特别是8英寸和12英寸硅片产线用的先进光刻胶(KrF、ArF和EUV光刻胶);② 电子特气:12英寸晶圆制造用乙硅烷、三氟化硼、二氧化硫、氟化氢等;③湿电子化学品:达到G5等级的硝酸、盐酸、氢氟酸等;④电子封装材料:电子用有机硅胶、液晶面板用UV固化边框胶、环氧塑封材料等;⑤其他:高档TFT(薄膜晶体管)液晶材料和TFT-LCD(薄膜晶体管-液晶显示器)用偏光片、5G通信用高性能树脂材料等。

⑺ 个人护理化学品

重点开发新型冷堆精练剂、低温练漂精练剂等前处理助剂;性能优异的针织平幅精练剂、小浴比皂洗剂、数码印花配套助剂;绿色环保无磷无卤耐久阻燃剂、高性能无氟防水剂、无甲醛免烫树脂等功能性后整理助剂;抗菌、防螨、防蚊、抗紫外、抗辐射等防护功能助剂。

5.2.9 节能环保

为推动行业绿色转型,特别是助力“双碳”目标的实现,要积极发展绿色低碳和环保技术:⑴ 加快开发一批节能减排成效显著、制约行业发展的瓶颈技术和装备,针对大型煤化工装置,开发能量系统优化、梯级利用和余热综合利用技术;⑵ 积极开发VOCs减量化技术和装备,减少VOCs的排放;⑶ 开发含盐废水治理、直排入海与资源化等技术,实现含盐废水的安全处置;⑷ 开展废塑料、废橡胶、废纤维等的化学再生技术研究;⑸ 开发蒸馏残渣、废催化剂无害化和资源化关键技术、产品及设备。

5.2.10 重大装备

以突破石油化工技术装备瓶颈为重点,依托大型国有骨干企业成熟的科研创新体系,以现有重点工程项目为载体,加快石油化工重点领域关键技术装备自主创新和产业化。重点为研制石油化工用关键泵、阀;加快陆上钻采重点装备高端产业化;打破油气输送集成式压缩机的国外垄断;加强海洋石油装备的自主设计和系统集成;推动炼油化工生产装备及全流程智能化升级;推动高端新材料装备实现跨越式发展。

5.3 推广一批先进适用技术

为提升石化化工行业智能制造、安全环保水平,加快推动产业转型升级和高质量发展,紧紧围绕节能增效、安全环保、智能制造和产品升级,积极推广新型微通道反应器装备及连续流工艺技术、超重力偶氮化反应器装备新技术、反应精馏成套技术、提高轻油收率的深度延迟焦化技术、智能乘用胎半钢一次法成型系统、Robust-IC全流程智能控制系统、满足国VI升级的FCC汽油关键组分定向分离技术、三峰级配制备高浓度水煤浆成套技术、大规模低阶煤管式间接干燥工艺技术与装备、高性能聚四氟乙烯分散树脂产业化新技术、焦炉气制甲醇绿色技术 等一批先进适用的技术和产品。

5.4 建设一批高端创新平台,提高科技创新能力

5.4.1 配合国家发展战略,积极参与组建国家级创新平台

根据行业发展需求,重点在化工新材料、节能环保等战略性新兴产业领域整合产学研用优势创新资源,培育、筹建并积极向国家主管部门推荐,力争建成2~3家国家产业技术创新中心,为提高产业生产技术水平和结构调整提高强大支撑。

根据国家发展改革委、科技部等现有创新平台建设规划方案,积极推荐、支持具有科研优势和行业特色、能够承担全局性和战略性公益研发服务的行业创新平台,积极培育、申报和组建一批国家级重点实验室、工程(技术)研究中心等,承担基础前瞻性研究、重大共性关键技术研发及科技成果工程化转化等任务。

5.4.2 面向战略性新兴产业发展需求,组织建设行业创新平台

按照明确定位、完善布局、规范管理、共建共享的原则,面向战略性新兴产业发展需求,进一步加强行业创新平台建设,积极组建行业创新中心、工程研究中心、工程实验室和重点实验室,选择一批重点技术和产品,积极开展攻关,打造一流水平的基础前沿、重大关键技术、工程转化技术研发基地,引领和带动行业技术进步。

5.4.3 组建一批产业技术创新战略联盟

产业技术创新战略联盟既是实施国家技术创新工程的重要载体,也是实施协同创新的重要形式。推动产业技术创新战略联盟的构建和发展,是整合行业技术创新资源,引导创新要素向企业集聚的迫切要求,是促进行业技术集成创新,提高行业技术创新能力,提升产业核心竞争力的有效途径

根据产业发展需求,结合产学研各方的合作基础和积极性,“十四五”期间,将在若干重点领域批准组建一批产业技术创新战略联盟,并在已批准成立的联盟中培育和扶植机制灵活,具有发展前景的联盟承担更多的国家和行业的各项任务。

6 保障措施建议

6.1 提高科技投入强度,促进创新要素与资本要素融合发展

科技投入是科技创新的重要保证和物质条件。要多渠道加大科技投入,尤其是要提高企业的科技投入强度,鼓励企业成为技术创新投入的主体;促进技术要素与资本要素融合发展。

积极探索通过天使投资、创业投资、知识产权证券化、科技保险等方式推动科技成果资本化。鼓励商业银行采用知识产权质押、预期收益质押等融资方式,为促进技术转移转化提供更多金融产品服务。

6.2 加大工程转化力度,提高科技成果转化率

科学技术是第一生产力,科技成果的产业化是一切创新活动的最终目标。在技术研发和科技成果产业化过程中,要加大对具有全局性、带动性、影响面大的行业共性关键技术的研发,强化“工程化开发”环节,突破技术瓶颈,在加强研究开发与工程设计相结合的同时,强化“工程化开发”资金、人力及试验设施等条件的配套和落实,提高技术开发的成套性、可靠性,加快科技成果产业化。

6.3 建立产学研用合作新体制、新机制,优化创新环境

深化科技成果使用权、处置权和收益权改革,开展赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权试点。大胆探索股权等激励政策,对于科技成果转化作出重要贡献的人员,其获得奖励和报酬的比例不低于70%,自行或与他人合作实施的获得营业利润不低于5%的比例。

对各类创新活动应采用宽容态度,要允许创新失败,不宜按生产过程控制的标准来要求创新行为。

6.4 加强知识产权保护工作,激发创新活力推动构建新发展格局

深入实施国家知识产权战略,推动行业知识产权工作高质量发展,推动企业建立适应自身发展的知识产权管理体系,引导企业加快对关键技术知识产权培育及布局,促进行业科技成果转化,激发行业创新活力,提升行业企业知识产权创造、运用、保护和管理能力,充分发挥知识产权对行业企业创新发展的支撑作用,为建设化工强国作出积极贡献。

6.5 在产业链关键技术攻关组织等方面,充分发挥行业协会的作用

行业管理在产业结构调整、优化科技资源配置方面的宏观调控作用是不可替代的。当前,在推动企业进入市场,在利益趋动下追求发展的同时,要进一步加强行业技术创新工作的宏观调控、引导和管理,使技术创新在优化产业结构和资源配置方面发挥积极作用。国家有关部委在技术创新的组织和实施过程中,要充分发挥行业协会的作用,确保国家科技计划的实施与产业经济的发展紧密结合,从而提高科技在增强产业竞争力与产业经济发展中的支撑作用,提高创新效率。

6.6 深入开展科普工作,展示化工新形象

全行业和企业要主动与民众进行交流,用科学的知识来打消公众的担忧,用理性的心态来帮助青少年选择未来的专业,用和谐的舆论来助力我国化工产业的发展。围绕化工、环境保护等公众关注的社会热点、焦点,主动、及时、准确发声,为公众释疑解惑,揭示科学真理,普及科学知识,让科学“跑”在谣言前面。业内企业应当成为科普工作的主体,主动承担更多的社会责任,与媒介、社区、公众坦诚沟通,向社会公众宣传化工,普及化工知识,展示化工新形象。

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