日益臨近的高速鐵路經濟時代,為行業科技進步提供了新動力,開辟了新市場。鑄型尼龍、聚醚填充樹脂、聚氨酯彈性減震墊板、乳液瀝青、聚丙烯纖維及工程橡膠等與高鐵配套的化工新材料,在我國高速鐵路的發展歷程中,發揮著不可替代的作用。 (CFP 供稿)
成就 創新技術全面開花結果
一百多項成果獲國家科技獎勵
在2010年10月召開的全國化工科學技術大會上,中國石油和化學工業聯合會會長李勇武指出,“十一五”是行業科技進步取得顯著成績和重大突破的5年,也是科技創新對產業發展貢獻率最高的5年。在此期間,石油和化工業共獲得國家技術發明獎42項,國家科技進步獎80項;取得行業技術發明獎116項,科技進步獎1160項。
新型煤化工獲重要突破
“十一五”期間,行業技術創新突出的亮點和顯著的成就之一,就是在新型煤化工領域集中突破了一批重大關鍵技術,多項科技成果創造了世界第一,為適應我國資源稟賦特征、擺脫對石油的過度依賴、調整化工原料結構、實施石油替代戰略做出了重大貢獻。
在煤制化學品方面,我國自主開發建成了世界首套的神華包頭年產60萬噸煤制烯烴工程,今年8月一次投料試車成功,生產出合格的聚乙烯和聚丙烯;擁有我國自主知識產權的全球首個年產20萬噸煤制乙二醇工業示范項目已經打通全流程,探索出產業化的新路徑。
在煤制油方面,我國自主開發并建成了世界首套煤直接液化大型制油裝置,神華年產百萬噸級油品裝置已進入長周期試運行;我國創新開發的煤間接液化制油技術,相繼在內蒙古鄂爾多斯和山西潞安等地建成了3套年產16萬噸級裝置。
在煤氣化方面,我國自主開發了多噴嘴對置式水煤漿加壓氣化技術,日處理2000噸級煤量的大型爐型已投入工業化運行;自主開發的航天爐粉煤加壓氣化技術進入世界領先行列,填補了國內空白。
企業借創新提升競爭力
記者了解到,國內石油和化工企業把技術創新作為可持續發展的戰略選擇,通過自主研發和對引進技術的消化吸收再創新,形成了擁有自主知識產權的核心技術,提高了企業的抗風險能力和市場競爭力。
年產20萬噸大規模MDI生產技術在萬華寧波工業園成功實現產業化,標志著我國已跨入世界MDI制造技術的領先行列。重慶紫光公司與天津化工廠合作,對引進的蛋氨酸生產裝置進行改造創新,結束了蛋氨酸生產裝置長期被國外壟斷的局面。藍星化工新材料股份公司在引進技術的基礎上,開發出具有國際先進水平的聚苯醚生產工藝,于2006年底建成我國第一套年產1萬噸聚苯醚大型工業化裝置。三角集團突破了巨型工程子午胎的工業化生產難題,投資僅為國外的1/5~1/3,綜合技術指標達到或超過了國際先進水平。
關鍵技術攻關取得進展
2006年以來,在國家科技部的大力支持下,石油和化工領域有28項涉及行業重大關鍵技術的項目列入國家科技支撐計劃,獲得經費支持近10億元。經過5年的努力,這批項目取得了可喜進展,有的獲得專利技術,有的實現了產業化應用,為行業發展提供了有力支撐。
全氟離子膜工程技術研究項目突破一系列制備膜材料的關鍵技術,獲得專利14項,其中包括發明專利12項。自主研制的離子膜于今年6月底在萬噸級氯堿裝置上進行工業性應用一次成功。此舉打破了美國、日本長期對該項技術的壟斷,標志著我國已成為全球第三個擁有氯堿離子膜核心技術和生產能力的國家。
超重力反應過程強化新技術項目開發了一系列超重力強化調控無機、有機和聚合三大類快速反應過程的新工藝、新裝備,構筑了具有我國特色和自主知識產權的強化技術基本體系,形成國內外發明專利28項,被歐美同行評價為“國際首創”,相關產品出口歐美和東南亞,吸引了國外大公司的技術合作,取得了巨大的經濟和社會效益。
非石油路線制備大宗化學品關鍵技術開發項目申請國家發明專利58項、國際發明專利5項。在煤層氣催化脫氧、非催化脫氧、脫氧催化劑等方面也獲得了一批核心專利技術。由石化聯合會組織的高附加值精細化學品合成關鍵技術開發和專用高性能高分子材料聚合關鍵技術研究及應用項目,已申請國家發明專利26項、國際發明專利3項。
結構調整催生創新產品
據了解,為滿足行業結構調整的需求,我國在精細化工、化工新材料等領域取得了一批重大技術突破,開發了一批新產品。
在農藥方面,沈陽化工研究院創制的廣譜殺菌劑農藥新品種烯肟菌胺,應用范圍涵蓋20多種作物,用藥量僅為傳統殺菌劑的5%~10%,為農業生產提供了高效、安全、環境友好的農藥新品種。涂料方面,華南理工大學與有關企業合作,開發出8種高性能聚合物乳液和20種水性木器涂料,建成萬噸級涂料生產線。
高性能纖維方面,我國經過攻關突破了多項制備關鍵技術。目前碳纖維(相當于日本東麗公司T-300級)已實現千噸級規模,部分產品已投放市場;芳綸1313及芳綸1414部分型號產品已完全實現國產化,并投入工業化生產。我國已成為繼美、日、俄之后第四個能工業化生產芳綸纖維的國家。
工程塑料方面,四川得陽科技股份有限公司通過突破工程化關鍵技術,已形成年產超萬噸的聚苯硫醚樹脂生產規模,可生產塑料級聚苯硫醚樹脂產品。合成橡膠方面,中石化集團經過技術攻關,開發出聚合級異丁烯生產技術,形成了萬噸級丁基橡膠生產能力,填補了國內緊缺的丁基橡膠生產空白,使我國七大通用合成膠種全部實現了國產化。
節能減排再獲技術支撐
“十一五”期間,我國加大節能減排技術的創新力度,積極開發和推廣應用節能新工藝,充分利用高新技術改造傳統石化產業,為行業節能減排提供了有力的技術支撐。
氯堿行業開發的干法乙炔技術,有效地解決了電石渣漿污染和占地問題,實現了乙炔的連續生產,提高了裝置的自動化和安全性,已在全國的38套裝置應用。磷酸余熱回收技術已被18個企業的33臺套裝置采用,使該行業的節能減排躍上了一個新臺階。精細化工行業開發的替代光氣等有毒有害原料的“綠色化學”技術,從工藝源頭上消除了安全和環保隱患,經10多家企業的產品應用,取得了良好的經濟和社會效益。
不少石油和化工企業通過技術創新,實現了多種化工產品聯產,提高了資源利用效率。子午胎企業采用充氮硫化代替傳統的熱水恒溫硫化、膠料破碎代替烘膠等技術,節能效果明顯。復合肥行業以高塔造粒代替轉鼓和噴漿造粒,降低了能耗,提高了產品質量。各行業加快了節能減排共性技術的應用。目前溴化鉀吸收式制冷機組已在氮肥、煉油、氯堿行業普遍推廣;變壓吸附技術已在氮肥、聚氯乙烯生產中廣泛應用。
裝備水平得以持續提升
此間,鎮海煉化依托現有2000萬噸煉油裝置,發揮資源優化和煉化一體化優勢,百萬噸乙烯及配套項目全面建成投產。該項目首次采用我國自行研制的15萬噸/年裂解爐、大型裂解氣壓縮機組、大型乙烯壓縮機組、大型丙烯壓縮機組、大型迷宮式壓縮機、大型冷箱及20萬噸/年雙螺桿擠壓造粒機組等關鍵設備,乙烯設備國產化率達到78%。10套裝置中有6套裝置全部采用中國石化自有技術,標志著我國石油化工技術裝備水平有了極大提升。
列入國家“十一五”重大裝備國產化的羰基合成醋酸工藝核心設備——醋酸反應器,已經在西安核設備有限公司研制成功,打破了長期依賴進口的局面。陜西鼓風機(集團)有限公司自主研制的27萬噸/年雙加壓法硝酸裝置的核心設備——四合一機組為國內硝酸生產企業的新建和改擴建提供了技術支撐和設備保障。我國自主開發的甲醇合成反應器單套產能已達年產30萬噸規模,并具備了建設180萬噸超大型甲醇生產裝置的技術基礎。
新材料是國防工業發展的重要組成部分。“十一五”期間,化工科技的持續進步為航天事業提供了重要支撐。其中,“嫦娥一號”衛星和長征三號甲運載火箭使用的高性能液氫、液氧推進劑,以及用先進碳纖維材料制造的太陽能電池板支架等都出自化工行業。(CFP 供稿)
經驗 體制創新成為最大動力
產學研合作模式日趨完善
據中國石油和化學工業聯合會科技部有關負責人介紹,“十一五”行業科技工作取得突出的成果,主要可以歸結為以下4點經驗:
企業成為創新主戰場 “十一五”期間,化工企業自覺把開發具有核心競爭力的產品,作為可持續發展的戰略選擇。在國家發改委、科技部的大力支持下,行業新認定的國家級企業技術中心有68家,依托企業批準建立的國家重點實驗室有11家,國家工程研究中心28家,建立國家工程實驗室14家,極大地提高了行業的技術創新實力和企業的可持續發展能力。
完善產學研結合體制 “十一五”期間,化工企業與科研機構、大專院校緊密結合,充分發揮各自優勢,加快了行業的技術創新和成果的產業化,形成了一批產業技術創新聯盟。目前,新一代煤化工、農藥、染料產業技術創新聯盟已列入國家第一批試點。其中,新一代煤化工產業技術創新戰略聯盟聚焦煤化工核心技術,按照工藝、工程、關鍵設備制造并重的原則,遵循機理研究-小試-中試-工業示范裝置-大型工業化裝置的技術開發規律,有效地整合了技術創新要素。
緊盯產業和市場需求 “十一五”期間,行業企業普遍認識到,創新必須瞄準產業發展和市場需求,才能充分發揮科學技術對產業發展的支撐引領作用,才能在市場競爭中占領制高點。譬如,為適應新型農業需求,大連瑞澤農藥股份有限公司自主研發了丁烯氟蟲腈殺蟲劑,實現了高毒農藥替代,對加速我國農藥創制的產業化、推動高毒農藥替代具有積極的意義。
發揮行業協會引導作用 “十一五”以來,中國石油和化學工業聯合會配合政府加強行業科技創新的引導工作,發布了《“十一五”化工科技發展規劃綱要》等。同時,協會積極組織關鍵、共性技術的攻關和重大產業技術的開發,積極開展行業科技管理,密切關注行業技術進展,總結經驗樹立典型,引導企業積極開展技術創新,體現出對行業科技創新的引導、組織和協調過程所不可替代的作用。
不足 仍為仿制大國創制小國
基礎研究與創新能力尚需提升
業內專家同時指出,“十一五”以來,我國化工科技與發達國家相比,在支撐產業發展方面還存在很大的差距。
基礎研究或被削弱 隨著開發類院所企業化轉制,雖然研究院所在科研隊伍建設、科技投入及經濟實力等方面都普遍得到加強,但在行業基礎性研究和共性技術開發方面被削弱。
工程轉化能力不足 據統計,我國石油和化工行業成果轉化率還不到30%,其原因是多方面的,但主要原因是工程開發能力薄弱。譬如,我國在上世紀80年代就掌握了聚碳酸酯合成技術并中試成功,但目前美國、西歐和日本仍集中了全球90%的產能,我國總產能僅有5000噸/年。在合成氨工業領域,我國自主開發的氨合成催化劑處于世界領先水平,然而成套技術的集成能力較差,仍舊要從國外引進。
創制能力仍舊較弱 我國化工行業新產品開發還未真正擺脫跟蹤模仿的局面。在農藥、染料、氟硅材料等競爭性行業,創新能力薄弱的問題更顯突出。譬如,目前全世界農藥市場約80%被先正達、拜耳、孟山都、巴斯夫、杜邦等公司所壟斷。我國農藥產量居世界第一位,但生產的絕大部分農藥品種不屬于自主創新,產值較低,品種結構也不合理,高毒品種占30%以上。
節能環保技術落后 由于節能、環保技術開發工作滯后,技術缺失或水平不高,導致了產品生產過程中的高耗能、高污染。我國石油和化工行業萬元產值的能耗始終排在全國工業領域的前列。2008年,全行業規模以上企業排放工業廢水43.82 億噸,工業廢氣4.04 萬億立方米,產生工業固體廢棄物1.71 億噸,分別占全國工業規模以上企業“三廢”排放總量的20.2%、10%和9.6%。
重大裝備研制欠缺 長期以來,由于重技術引進輕消化吸收,重大技術裝備的研究開發缺乏資金支持,自主研制能力嚴重不足。目前,技術難度高的大型化工裝置,特別是關鍵技術裝備仍需從國外引進,而且重復引進現象嚴重。此外,我國裝備工業大中型企業在技術引進過程中,技術引進經費在技術開發總經費中占很高比例,引進費用遠高于用于消化吸收的經費。
開發投入嚴重不足 盡管近幾年,我國化工科技開發投入的絕對數量逐年增加,但科技開發投入占GDP 的比例卻在不斷下降。造成這種局面的原因,主要是在計劃經濟體制向市場經濟體制的轉型過程中,科技投入仍以政府為主,由政府、企業、社會共同投資,且以企業為主的合理格局尚未形成。
2008年10月,永煤集團濮陽龍宇化工有限責任公司與中國航天科技集團公司運載火箭技術研究院聯手打造的國內首套航天爐,一次性投料試車成功。該項目已被國家發改委認定為“十一五”循環經濟高技術項目。(本報記者 張育 攝)