一、行業科技發展現狀及發展趨勢
(一)行業科技發展現狀 “十一五”以來,石油和化工行業全面落實科學發展觀,著力自主創新,不斷加強創新體系建設,以科技創新推動行業發展,取得了顯著成效。五年來共評出行業年度科學技術獎1273項,青年科技突出貢獻獎33人;共有152項石油和化工科技成果獲國家科學技術獎,其中,經中國石油和化學工業聯合會推薦,獲國家科學技術獎的項目共33項,《超大規模MDI制造技術開發》、《巨型工程子午胎成套生產技術與設備開發》獲國家科技進步一等獎。
(二)行業科技發展趨勢 面對資源短缺、能源緊張、環境壓力大等世界性難題,石油和化學工業技術正呈現以下發展趨勢: 一是循環經濟理念貫穿整個生產流程,低碳引領未來化工發展。 二是產品開發向高性能、低成本、高附加值和專用化方向發展。 三是技術開發向技術集成創新轉變。 四是原料結構及其生產路線有了明顯調整,促進原料結構的調整與優化,突破資源制約,是未來的重要發展趨勢。 五是新型催化、分離和化工過程強化等關鍵共性技術仍然支撐產業技術升級。 六是納米、信息等現代技術正得到廣泛應用。
二、指導方針、總體目標
(一)指導方針 全面落實黨的十七大確定的戰略目標,深入貫徹科學發展觀,按照《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》的總體要求,以支撐加快行業經濟發展方式轉變為主線,以提高行業自主創新能力為核心,著力突破行業重大關鍵、共性技術,取得一批擁有自主知識產權的重大科技成果,發展高端產品,提高行業的核心競爭力,促進石油和化學工業盡快走上創新驅動、內生增長的軌道,建設資源節約型、環境友好型、本質安全型的石油和化學工業,為實現“石化大國”向“石化強國”的轉變提供強有力的技術支撐。
(二)總體目標 到2015年,在石油和化工科技開發及技術創新領域力爭實現以下目標: 1、自主創新能力明顯提高,突破80-100項制約行業發展的重大關鍵、共性技術,其中20~30項技術搶占科技制高點;自行研制10~15套大型成套石油和化工裝備,行業整體技術水平進入世界先進行列; 2、開發一批高性能化、綠色化和高附加值化的新技術和新產品,并實現產業化,精細化工率由“十一五”末的45%提高到50%; 3、大力開發和積極推廣低碳技術,節能減排工作不斷深入,“十二五”末高耗能產品單耗達到國際先進水平,能耗在“十一五”末的基礎上再下降15%。COD和氮氧化合物排放總量均減少10%,氨氮排放總量減少12%,二氧化硫排放總量減少8%; 4、創新體系得到進一步完善,建成8~10家國家級產業技術創新戰略聯盟,5~8個國家工程(技術)研究中心,8~10個國家工程實驗室,20~25個國家級企業技術中心等; 5、培養和造就一支技能大才、經營管理人才、科研人員協調發展、相互補充的石化行業人才大軍,人才結構進一步優化,人才規模效益顯著提高,人才競爭優勢明顯提升,為“石化強國”目標實現提供強大智力支撐。
三、重點技術方向
為實現“十二五”行業科技發展總體目標,圍繞“十二五”科技開發和技術創新的重點任務,要著力發展以下重點技術方向。
(一)新型油氣勘探開發技術 1、目標 提高東部成熟探區油氣的精細勘探度;加強西部深層油氣資源的勘探,尋找大型油氣藏;加強海域油氣藏的勘探;適度加快非常規油氣資源的勘探步伐。發展成熟油區及特殊油氣藏開發技術,提高油藏采收率;研發適用于低品位、高含硫氣藏開采技術。 2、主要研究內容 (1)大型油氣田及煤層氣開發; (2)低滲透、特低滲透油氣藏開發新技術; (3)非常規油氣資源(煤層氣、油砂礦、油頁巖等)勘探開發技術; (4)化學復合驅提高石油采收率配套技術; (5)氣體(空氣、氮氣、天然氣、二氧化碳等非凝析氣體或其泡沫流體)驅油提高采收率技術及裝備; (6)測井成套裝備研制與軟件開發; (7)新型鉆井裝備與儀器的研制; (8)先進的采油采氣技術及裝備; (9)深水油氣勘探開發設備及技術。
(二)劣質重油加工技術 1、目標 重點開發渣油沸騰床加氫、懸浮床加氫、靈活焦化等技術,突破8~10項關鍵技術,申請和新專利10~15項,建成3~5個示范裝置。 2、主要研究內容 (1)劣質重油供氫熱裂化技術; (2)劣質重油延遲焦化技術; (3)劣質重油梯級分離技術; (4)劣質重油生產特種潤滑油和瀝青技術; (5)重油催化裂化技術; (6)渣油加氫處理技術(含懸浮床加氫裂化技術); (7)重油加工組合技術; (8)劣質重油加工配套技術。
(三)清潔油品生產技術 1、目標 重點開發脫硫、降低烯烴、提高辛烷值等技術,并重視技術的優化組合,突破10~20項清潔油品關鍵技術。 2、主要研究內容 (1)催化裂化原料預處理技術; (2)高活性和選擇性的脫硫、脫苯、降烯烴技術; (3)催化蒸餾選擇性脫硫與醚化組合在脫硫的同時提高辛烷值技術; (4)催化裂化降烯烴+催化汽油后加氫/非加氫脫硫生產國Ⅳ的組合技術; (5)催化汽油前加氫+催化裂化降烯烴+催化汽油后加氫脫硫生產國V汽油的組合技術; (6)高辛烷值組分生產技術(包括催化重整多產高辛烷值汽油組分技術、固體酸烷基化技術、C5/C6異構化技術、高辛烷值含氧化合物技術等); (7)環境友好的烷基化技術在內的高辛烷值組分生產技術; (8)汽油管道調合技術、汽油質量在線檢測技術; (9)柴油低成本的高性能深度加氫脫硫技術; (10)提高柴油十六烷值的加氫改質技術; (11)汽油清凈劑及柴油抗磨劑和十六烷值改進劑等添加劑。
(四)節能環保型高檔潤滑油(脂)技術 1、目標 每年研制5~6個國際先進水平的潤滑油脂產品,實現高檔、高端潤滑油脂市場占有率達30%以上。 2、主要研究內容 (1)開發滿足國IV排放標準的SM/GF-5,CJ-4等自主知識產權配方環保節能高檔內燃機油潤滑油; (2)開發滿足傳統鋼鐵、電力、橡膠輪胎、建材等工業領域的新型環保節能高檔潤滑油; (3)Ⅱ、Ⅲ類高檔基礎油生產技術; (4)高檔潤滑油基礎油異構脫蠟成套技術; (5)合成油合成工藝、工程放大及工業化技術; (6)添加劑合成工藝、工程放大及工業化技術; (7)基礎油、添加劑復配及工業應用技術; (8)航空、軍用潤滑油脂開發及應用技術; (9)廢潤滑油回收再利用技術; (10)系統的分析評定技術及標準體系。
(五)乙烯節能降耗關鍵技術 1、目標 實現生產能力提高2%~3%,裂解爐的效率提高1%~2%,分離、深冷系統中的能耗下降5%~10%,噸產品消耗標準油低于600千克。推動乙烯工業的結構調整和產業技術升級。 2、主要研究內容 (1)乙烯裂解爐節能改造技術; (2)石油烴裂解過程建模與優化技術; (3)乙烯裂解爐溫度與負荷先進控制; (4)冷箱脫甲烷塔系統優化運行技術; (5)C2加氫反應過程優化運行技術; (6)乙烯精餾系統優化運行技術; (7)雙塔脫丙烷系統優化運行技術; (8)丙烯精餾系統優化運行技術; (9)C3加氫反應過程優化運行技術; (10)蒸汽管網用能與優化配置技術; (11)C4、C5等副產物綜合利用技術。
(六)合成樹脂和合成橡膠制備技術 1、目標 在合成樹脂方面:突破通用樹脂聚合工藝核心技術3項,改性及應用技術8~10項,開發聚乙烯專用樹脂4~6種,聚丙烯專用樹脂2~3種,其它類合成樹脂專用料4~5種,獲得核心專利10~12項。 在合成橡膠方面:突破合成橡膠聚合工藝核心技術5項以上,開發通用合成橡膠高性能牌號5~8個,開發特種橡膠新品種1~2種,專用橡膠新材料3~5項,獲得核心專利10~15項。 2、主要研究內容 (1)基于非茂體系的聚烯烴合成及后續改性關鍵技術; (2)高結晶度聚丙烯合成及制備及應用關鍵技術; (3)交聯聚乙烯制備及應用關鍵技術; (4)聚丁烯-1制備工業化技術; (5)星形溶聚丁苯橡膠制備關鍵技術; (6)集成橡膠制備關鍵技術; (7)順式和反式異戊橡膠及加工關鍵技術; (8)鹵化丁基橡膠工業化及加工關鍵技術; (9)稀土順丁橡膠制備關鍵技術; (10)高性能乙丙橡膠制備關鍵技術; (11)氯丁橡膠產品升級技術; (12)ABS大型化成套技術。
(七)化學礦產勘探開發及資源綜合利用技術 1、目標 提高中低品位礦產資源、共伴生資源和固體廢棄物的綜合利用水平,使磷礦的總利用率達到80%~90%,實現礦產資源回收率、共伴生資源綜合利用率分別提高5~10個百分點。 2、主要研究內容 (1)氟資源的高效勘探、開發技術; (2)中、低品位磷礦全元素高效分離與綜合利用技術; (3)磷礦石綜合利用與濕法加工清潔技術; (4)高硅磷礦浮選技術、膠質硅鈣磷礦浮選產業化技術; (5)低品位鈦礦氯化關鍵技術; (6)含鋰鹽湖鹵水制取高純碳酸鋰及其資源綜合利用技術; (7)低品位固體鉀礦液化開發的關鍵技術; (8)鉀長石綜合利用技術; (9)超細粉碎設備和高效節能、環保的大型浮選設備。
(八)化肥產業結構調整支撐技術 1、目標 重點發展高效復合肥、緩控釋肥等高端產品,提高鉀肥供應能力和高濃度化肥的比例。重點發展低能耗制氨技術,原料路線優化技術,聯產和再加工技術,提高化肥利用率和資源綜合利用效率。 2、主要研究內容 (1)大型磷復肥生產技術; (2)磷肥生產過程中的循環經濟技術及窯法磷酸技術; (3)低品位磷礦石綜合利用工業化技術; (4)中低品位磷鉀礦高效利用制熔融磷鉀肥技術; (5)年產30萬噸飼料級磷酸技術; (6)硫酸低溫余熱回收成套技術; (7)磷銨工業低溫位熱能利用關鍵技術; (8)氯化鉀、硫酸鉀等資源綜合利用工業化技術; (9)緩釋、控釋等長效新型肥料工業化技術; (10)合成氨造氣、變換系統節能關鍵技術; (11)復合肥熔體料漿潛熱利用關鍵技術; (12)氮肥生產“廢氣”、“廢固”綜合利用技術; (13)腐植酸深加工及應用技術
(九)氯堿、純堿等基礎化工的節能降耗技術 1、目標 突破10~15項核心技術,開發高溫吸收塔等節能裝置10~15套臺,申請核心專利20~25項。 2、主要研究內容 (1)氯丙烯雙氧水氧化法生產環氧氯丙烷; (2)氨堿蒸餾廢液余熱回收成套技術; (3)黃磷尾氣余熱利用關鍵技術; (4)黃磷熔融磷渣顯熱及渣的綜合利用技術; (5)電石爐高溫尾氣凈化利用技術; (6)電石法聚氯乙烯固汞觸媒、無汞觸媒及應用技術; (7)使用茂金屬催化劑的PVC聚合新工藝,以及PVC的精細化、專業化、系列化技術; (8)綠色輪胎用白炭黑等制備技術; (9)氣動流化塔連續液相氧化、鉻鐵堿溶氧化制鉻酸鹽清潔生產新工藝。
(十)新型煤化工技術 1、目標 重點開發大型粉煤氣化,煤轉化、煤化工系統催化劑及煤基多聯產等8~10項關鍵、共性技術;建成甲醇制丙烯(FMTP)、甲醇蛋白、甲醇芳構化、合成氣制混合醇等3~5套工業化示范裝置;推廣建設5~8套新型煤化工生產裝置,申請30項以上國家發明專利。 2、主要研究內容 (1)甲醇制烯烴(MTO)工程化關鍵技術; (2)甲醇制丙烯(MTP)工程化關鍵技術; (3)煤基乙二醇工程化關鍵技術; (4)大型粉煤氣化技術; (5)超大型甲醇生產技術; (6)煤基多聯產系統工程關鍵技術; (7)煤制天然氣工程化技術; (8)甲醇制低碳醇技術; (9)甲醇芳構化技術; (10)甲醇蛋白產業化技術。
(十一)高端化工新材料制備關鍵技術 1、目標 在高性能纖維領域,突破3項核心技術,開發3~4種高性能產品,并實現規模化生產;在工程塑料領域,突破2~4項核心技術,實現五大通用工程塑料全部國產化,開發2~4種特種工程塑料新品種樹脂并建立2套萬噸級裝置,同時開發一批改性料新產品,使工程塑料國內自給率提高到50%以上;在樹脂基復合材料領域,突破3項核心技術,開發2~3種高性能產品;在含氟聚合物領域,突破2項核心技術,開發1~2種可熔融新型氟樹脂,并實現產業化;在有機硅領域,開發3~4種新產品。全領域申請核心發明專利20~25項,制定標準4~6項。 2、主要研究內容 (1)高性能聚酰胺樹脂及合金(PA)材料制備及應用關鍵技術; (2)液晶聚合物(TLCP)產業化技術; (3)高性能芳綸產業化技術(拉伸強度>3GPa); (4)高強度中/高模量碳纖維制備技術; (5)纖維、薄膜、發泡級聚乳酸產業化生產關鍵技術; (6)甲基苯基二氯硅烷及其四環體產業化技術; (7)循環降解-分子蒸餾技術制備二甲基二苯基硅氧烷混合環體技術; (8)有機樹脂改性硅樹脂制備耐高溫硅樹脂的技術; (9)乙烯一四氟乙烯聚合物(F40)膜材料、全氟離子膜材料工業化技術; (10)氣相光氣法制備異氰酸酯及其深加工產品技術; (11)風力發電葉片等專用環氧樹脂制備技術; (12)聚碳酸酯及可生物降解脂肪族聚碳酸酯合成工業化關鍵技術。
(十二)橡膠加工關鍵技術 1、目標 以提高行業國際競爭力為目標,突破4-6項行業核心技術,力爭我國橡膠加工行業技術領先企業“三膠”綜合能耗降低到900千克標煤/噸三膠以下,開發出3~4種新輪胎產品并實現規模化生產,4~6種新型橡膠制品,開發2~4套橡膠加工新裝置,為輪胎生產全自動化奠定基礎。 2、主要研究內容 (1)低溫煉膠新工藝技術; (2)節油型輪胎制備關鍵技術; (3)智能型輪胎產業化關鍵技術; (4)汽車及高速列車用橡膠制品系列化、高性能化產品制備及應用技術; (5)汽車專用氟橡膠、耐低溫氟橡膠、高含氟耐含醇燃料氟橡膠制備技術; (6)耐高溫、高阻燃、高強輸送帶等膠管膠帶高端產品制備技術; (7)橡塑加工助劑清潔制備及應用技術; (8)輪胎全自動生產裝備及關鍵技術。
(十三)高性能高附加值精細化學品制備技術 1、目標 以解決催化技術、過程強化技術、精細加工技術等制約我國精細化工行業發展的共性關鍵技術為突破口,突破10~15項精細化學品制備關鍵、共性技術,開發40余種重點新產品,申請20項國家發明專利,編制20項國家標準,建成20條新產品示范生產線,實現全行業減少廢棄物排放30%。 2、主要研究內容 (1)2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚、1-氨基蒽醌、分散劑MF等染料中間體清潔制備關鍵技術; (2)低污染紡織染料和高檔顏料制備關鍵技術; (3)水性化、高固體份、粉末化涂料制備關鍵技術; (4)電子級磷化學品制備關鍵技術;高純試劑、高純氣體、高性能新型封裝材料、高性能基板樹脂、新型液晶材料等的制備技術; (5)含氟中間體清潔生產與應用技術; (6)甲基苯基硅橡膠、耐高溫硅橡膠、單組分加成型液體硅橡膠等特種硅橡膠制備關鍵技術; (7)改性型、水基型、熱熔型、光固化型、高固含量等新型膠粘劑產品制備技術; (8)廢紙脫墨劑、紙漿漂白化學品、新型施膠劑、紙張干濕補強劑制備技術; (9)油田化學品制備及應用技術; (10)5萬噸/年蛋氨酸等飼料添加劑產業化技術。
(十四)高效、安全、環境相容性好的農藥制備關鍵技術 1、目標 到“十二五”末期,創制開發10個以上農藥新品種,申請發明專利100項,農藥創制技術縮短與國際先進水平的差距;開發20個農業生產急需的農藥新品種和環境友好型新制劑,專用助劑國產化率達到90%;開發農藥“三廢”中特殊污染物處理技術,副產物回收利用率提高50%,“三廢”排放量減少30%,農藥廢棄物處置率達到30%;建立農藥風險評估體系,強化農藥科學管理。 2、主要研究內容 (1)常發性、難治害蟲、地下害蟲、線蟲、外來入侵害蟲的殺蟲劑和殺線蟲劑的創制; (2)遷徙性病蟲害防治技術; (3)高效、安全、環境相容性好農藥新品種制備關鍵技術; (4)農藥“三廢”高效治理技術; (5)農藥專用助劑制備及應用技術; (6)以天然產物為母體的綠色農藥工業化技術; (7)構建農藥環境風險評估體系。
(十五)生物化工和生物質能源技術 1、目標 “十二五”期間,開發50種以上新產品,生物基材料將代替10~20%的化學材料,在發酵、造紙等領域建立5~8條工業生物技術的應用示范生產線,降低工業能耗15%~80%、原料消耗35%~75%、水污染33%~80%。 2、主要研究內容 (1)生物乙烯產業化關鍵技術; (2)乙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇,異戊醇、乳酸、丁酸、丁二酸、富馬酸、己二酸、3-羥基丙酸生物法制備技術; (3)耐鹽性高分子聚天門冬氨酸的合成; (4)高效生產菌種構建和高通量篩選技術; (5)生物反應過程分離耦合技術; (6)脂肪酶的定向進化技術、纖維素酶的定向進化技術、脂肪酶固定化技術、生物催化劑快速定向改造新技術; (7)新型好氧、厭氧和復合的高效反應器、高效生物脫氮除磷新工藝及應用技術; (8)生物發酵過程的清潔生產工藝; (9)生物能源制造關鍵技術及生物能源與化工產品的耦聯技術。
(十六)新型化工過程強化技術 1、目標 突破5~10項超重力強化、微波等外場強化、反應與分離耦合強化、結構化催化劑、微反應器及其它新型過程強化工程化技術,建成10~15項工程應用示范,構筑具有我國自主知識產權的新型化工過程強化技術體系。 2、主要研究內容 (1)超重力反應與分離過程強化關鍵技術; (2)微波強化酯化反應及其過程控制技術; (3)超聲和磁場過程強化關鍵技術; (4)泡沫碳化硅基和金屬基整體催化劑技術; (5)微反應器過程強化技術; (6)反應器和結晶器的流場結構化技術和模擬設計技術; (7)超臨界反應與分離技術; (8)新型化工過程耦合強化工程化技術; (9)過程強化中工業反應器性能的穩定化和智能化技術; (10)高速射流式反應器過程強化技術。
(十七)新型催化材料制備及應用關鍵技術 1、目標 開發高效節能環保的石油煉制、石油化工、非石油路線化工若干成套催化技術等。 2、主要研究內容 (1)以煤、天然氣、含氧化合物及生物質轉化為液體燃料(油品、液化石油氣)的催化材料; (2)甲苯甲醇烷基化制對二甲苯擇形催化材料及成套工藝; (3)用于C4、C5副產生產乙烯、丙烯(烯烴歧化、催化裂解)的關鍵催化材料及技術; (4)用于重芳烴或裂解汽油副產轉化為高附加值芳烴的復合孔催化材料; (5)用于低碳烯烴節能生產的高效催化材料及技術(石腦油催化裂解、用于生產聚合級烯烴的選擇加氫等); (6)芳烴產品高效生產的催化材料及技術(催化重整、芳烴擇形轉化,低能耗苯烷基化等); (7)環氧丙烷的綠色催化氧化、低溴PX催化選擇氧化、苯酐和順酐的生產、羰基合成制醇醛、乙烯催化氧氯化等化學品綠色催化氧化催化材料及技術; (8)高性能合成樹脂材料生產的茂金屬、非茂金屬聚烯烴催化材料; (9)煤基合成氣制含氧化合物(甲醇、二甲醚、乙醇、乙二醇、低碳混合醇)及合成氣甲烷化制SNG催化材料及成套工藝; (10)煤基甲醇制烯烴(MTO、MTP)多孔催化材料及催化反應工藝; (11)用于二氧化碳減排及化工利用的新型催化材料。
(十八)節能高效化工分離材料與技術 1、目標 開發出高性能、適應性強、多用途的陶瓷膜、有機功能膜及復合膜材料,制造出多種構型的膜元件,將膜技術與反應、分離、生物等技術相耦合,進一步拓展膜設備的應用范圍,實現精餾節能30%以上。 2、主要研究內容 (1)低成本陶瓷分離膜材料規模化制造及膜組件制造技術; (2)聚四氟乙烯膜的雙向拉伸和雙層共拉伸制備及改性技術; (3)高溫氣體分離膜材料規模化制備技術; (4)負載納米粒子的高效催化過濾材料制備技術; (5)高溫氣體除塵用膜材料規模化制造技術及耐高溫膜組件密封技術; (6)耐溶劑膜材料及其應用技術; (7)分子篩滲透汽化膜、氣體分離膜等規模化制造技術; (8)基于有機功能膜的生物固定化技術; (9)新型液膜分離技術; (10)泡沫碳化硅大規模連續化制造裝備技術及規整填料的工業應用技術; (11)高容量的吸附劑及大孔吸附劑開發與應用技術; (12)基于膜材料的新型反應器設計及過程控制技術。
( 十九 ) 節能與環保關鍵技術 1、目標 “十二五”期間,重點突破5~10項能量系統優化、梯級利用和余熱綜合利用等關鍵節能技術;在染料、農藥等環境風險大的行業,開發15~20項清潔生產技術;開發10~15項高濃度氨氮廢水、含重金屬廢水、有機化工廢水治理與資源化等關鍵技術;開發5~10項廢氣、磷石膏、氟石膏、電石渣等固體廢棄物的資源綜合利用工程技術;突破含碳工業廢氣綜合利用技術。 2、主要研究內容 (1)能量系統優化、梯級利用和余熱綜合利用等提高能源利用效率的技術; (2)換熱網絡優化、節約蒸汽技術; (3)染料、農藥、醫藥等中間體清潔生產技術; (4)多晶硅工業副產四氯化硅綜合利用關鍵技術; (5)含碳工業廢氣綜合利用技術; (6)二氧化硫(SO2)回收利用技術; (7)煙氣脫硫脫硝技術; (8)含重金屬廢水、有機化工廢水治理與資源化關鍵技術; (9)磷石膏、氟石膏、電石渣等固體廢棄物資源綜合利用工程技術; (10)超低甲醛釋放的脲醛樹脂制造技術及應用; (11)聚氨酯中間體生產過程氯循環利用減排技術。
(二十)新型石油和化工裝備技術 1、目標 自行研制8~10套大型成套石油和化工裝備,重點對45萬噸/年合成氨裝置、80萬噸/年尿素裝置、60萬噸/年MTO裝置、百萬噸級乙烯裝置、大型LNG液化工藝和裝置、頁巖氣的壓裂系統和裝備等進行重大關鍵設備自主制造和成套化,力爭自主制造15-20臺(套)關鍵設備。 2、主要研究內容 (1)陸地石油天然氣勘探、開采設備 (2)海洋石油天然氣勘探、開采設備 (3)石油天然氣運輸送裝備 (4)石油天然氣運儲存設備 (5)千萬噸/年石油煉制成套設備 (6)百萬噸乙烯成套裝備 (7)大型LNG液化工藝和裝置 (8)頁巖氣的壓裂系統和裝備 (9)45萬噸/年合成氨裝置及80萬噸/年尿素成套設備 (10)大型煤化工成套設備 (11)高效節能大型換熱裝置 (12)大型裝置控制關鍵技術和系統