日益临近的高速铁路经济时代,为行业科技进步提供了新动力,开辟了新市场。铸型尼龙、聚醚填充树脂、聚氨酯弹性减震垫板、乳液沥青、聚丙烯纤维及工程橡胶等与高铁配套的化工新材料,在我国高速铁路的发展历程中,发挥着不可替代的作用。 (CFP 供稿)
成就 创新技术全面开花结果
一百多项成果获国家科技奖励
在2010年10月召开的全国化工科学技术大会上,中国石油和化学工业联合会会长李勇武指出,“十一五”是行业科技进步取得显著成绩和重大突破的5年,也是科技创新对产业发展贡献率最高的5年。在此期间,石油和化工业共获得国家技术发明奖42项,国家科技进步奖80项;取得行业技术发明奖116项,科技进步奖1160项。
新型煤化工获重要突破
“十一五”期间,行业技术创新突出的亮点和显著的成就之一,就是在新型煤化工领域集中突破了一批重大关键技术,多项科技成果创造了世界第一,为适应我国资源禀赋特征、摆脱对石油的过度依赖、调整化工原料结构、实施石油替代战略做出了重大贡献。
在煤制化学品方面,我国自主开发建成了世界首套的神华包头年产60万吨煤制烯烃工程,今年8月一次投料试车成功,生产出合格的聚乙烯和聚丙烯;拥有我国自主知识产权的全球首个年产20万吨煤制乙二醇工业示范项目已经打通全流程,探索出产业化的新路径。
在煤制油方面,我国自主开发并建成了世界首套煤直接液化大型制油装置,神华年产百万吨级油品装置已进入长周期试运行;我国创新开发的煤间接液化制油技术,相继在内蒙古鄂尔多斯和山西潞安等地建成了3套年产16万吨级装置。
在煤气化方面,我国自主开发了多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术,日处理2000吨级煤量的大型炉型已投入工业化运行;自主开发的航天炉粉煤加压气化技术进入世界领先行列,填补了国内空白。
企业借创新提升竞争力
记者了解到,国内石油和化工企业把技术创新作为可持续发展的战略选择,通过自主研发和对引进技术的消化吸收再创新,形成了拥有自主知识产权的核心技术,提高了企业的抗风险能力和市场竞争力。
年产20万吨大规模MDI生产技术在万华宁波工业园成功实现产业化,标志着我国已跨入世界MDI制造技术的领先行列。重庆紫光公司与天津化工厂合作,对引进的蛋氨酸生产装置进行改造创新,结束了蛋氨酸生产装置长期被国外垄断的局面。蓝星化工新材料股份公司在引进技术的基础上,开发出具有国际先进水平的聚苯醚生产工艺,于2006年底建成我国第一套年产1万吨聚苯醚大型工业化装置。三角集团突破了巨型工程子午胎的工业化生产难题,投资仅为国外的1/5~1/3,综合技术指标达到或超过了国际先进水平。
关键技术攻关取得进展
2006年以来,在国家科技部的大力支持下,石油和化工领域有28项涉及行业重大关键技术的项目列入国家科技支撑计划,获得经费支持近10亿元。经过5年的努力,这批项目取得了可喜进展,有的获得专利技术,有的实现了产业化应用,为行业发展提供了有力支撑。
全氟离子膜工程技术研究项目突破一系列制备膜材料的关键技术,获得专利14项,其中包括发明专利12项。自主研制的离子膜于今年6月底在万吨级氯碱装置上进行工业性应用一次成功。此举打破了美国、日本长期对该项技术的垄断,标志着我国已成为全球第三个拥有氯碱离子膜核心技术和生产能力的国家。
超重力反应过程强化新技术项目开发了一系列超重力强化调控无机、有机和聚合三大类快速反应过程的新工艺、新装备,构筑了具有我国特色和自主知识产权的强化技术基本体系,形成国内外发明专利28项,被欧美同行评价为“国际首创”,相关产品出口欧美和东南亚,吸引了国外大公司的技术合作,取得了巨大的经济和社会效益。
非石油路线制备大宗化学品关键技术开发项目申请国家发明专利58项、国际发明专利5项。在煤层气催化脱氧、非催化脱氧、脱氧催化剂等方面也获得了一批核心专利技术。由石化联合会组织的高附加值精细化学品合成关键技术开发和专用高性能高分子材料聚合关键技术研究及应用项目,已申请国家发明专利26项、国际发明专利3项。
结构调整催生创新产品
据了解,为满足行业结构调整的需求,我国在精细化工、化工新材料等领域取得了一批重大技术突破,开发了一批新产品。
在农药方面,沈阳化工研究院创制的广谱杀菌剂农药新品种烯肟菌胺,应用范围涵盖20多种作物,用药量仅为传统杀菌剂的5%~10%,为农业生产提供了高效、安全、环境友好的农药新品种。涂料方面,华南理工大学与有关企业合作,开发出8种高性能聚合物乳液和20种水性木器涂料,建成万吨级涂料生产线。
高性能纤维方面,我国经过攻关突破了多项制备关键技术。目前碳纤维(相当于日本东丽公司T-300级)已实现千吨级规模,部分产品已投放市场;芳纶1313及芳纶1414部分型号产品已完全实现国产化,并投入工业化生产。我国已成为继美、日、俄之后第四个能工业化生产芳纶纤维的国家。
工程塑料方面,四川得阳科技股份有限公司通过突破工程化关键技术,已形成年产超万吨的聚苯硫醚树脂生产规模,可生产塑料级聚苯硫醚树脂产品。合成橡胶方面,中石化集团经过技术攻关,开发出聚合级异丁烯生产技术,形成了万吨级丁基橡胶生产能力,填补了国内紧缺的丁基橡胶生产空白,使我国七大通用合成胶种全部实现了国产化。
节能减排再获技术支撑
“十一五”期间,我国加大节能减排技术的创新力度,积极开发和推广应用节能新工艺,充分利用高新技术改造传统石化产业,为行业节能减排提供了有力的技术支撑。
氯碱行业开发的干法乙炔技术,有效地解决了电石渣浆污染和占地问题,实现了乙炔的连续生产,提高了装置的自动化和安全性,已在全国的38套装置应用。磷酸余热回收技术已被18个企业的33台套装置采用,使该行业的节能减排跃上了一个新台阶。精细化工行业开发的替代光气等有毒有害原料的“绿色化学”技术,从工艺源头上消除了安全和环保隐患,经10多家企业的产品应用,取得了良好的经济和社会效益。
不少石油和化工企业通过技术创新,实现了多种化工产品联产,提高了资源利用效率。子午胎企业采用充氮硫化代替传统的热水恒温硫化、胶料破碎代替烘胶等技术,节能效果明显。复合肥行业以高塔造粒代替转鼓和喷浆造粒,降低了能耗,提高了产品质量。各行业加快了节能减排共性技术的应用。目前溴化钾吸收式制冷机组已在氮肥、炼油、氯碱行业普遍推广;变压吸附技术已在氮肥、聚氯乙烯生产中广泛应用。
装备水平得以持续提升
此间,镇海炼化依托现有2000万吨炼油装置,发挥资源优化和炼化一体化优势,百万吨乙烯及配套项目全面建成投产。该项目首次采用我国自行研制的15万吨/年裂解炉、大型裂解气压缩机组、大型乙烯压缩机组、大型丙烯压缩机组、大型迷宫式压缩机、大型冷箱及20万吨/年双螺杆挤压造粒机组等关键设备,乙烯设备国产化率达到78%。10套装置中有6套装置全部采用中国石化自有技术,标志着我国石油化工技术装备水平有了极大提升。
列入国家“十一五”重大装备国产化的羰基合成醋酸工艺核心设备——醋酸反应器,已经在西安核设备有限公司研制成功,打破了长期依赖进口的局面。陕西鼓风机(集团)有限公司自主研制的27万吨/年双加压法硝酸装置的核心设备——四合一机组为国内硝酸生产企业的新建和改扩建提供了技术支撑和设备保障。我国自主开发的甲醇合成反应器单套产能已达年产30万吨规模,并具备了建设180万吨超大型甲醇生产装置的技术基础。
新材料是国防工业发展的重要组成部分。“十一五”期间,化工科技的持续进步为航天事业提供了重要支撑。其中,“嫦娥一号”卫星和长征三号甲运载火箭使用的高性能液氢、液氧推进剂,以及用先进碳纤维材料制造的太阳能电池板支架等都出自化工行业。(CFP 供稿)
经验 体制创新成为最大动力
产学研合作模式日趋完善
据中国石油和化学工业联合会科技部有关负责人介绍,“十一五”行业科技工作取得突出的成果,主要可以归结为以下4点经验:
企业成为创新主战场 “十一五”期间,化工企业自觉把开发具有核心竞争力的产品,作为可持续发展的战略选择。在国家发改委、科技部的大力支持下,行业新认定的国家级企业技术中心有68家,依托企业批准建立的国家重点实验室有11家,国家工程研究中心28家,建立国家工程实验室14家,极大地提高了行业的技术创新实力和企业的可持续发展能力。
完善产学研结合体制 “十一五”期间,化工企业与科研机构、大专院校紧密结合,充分发挥各自优势,加快了行业的技术创新和成果的产业化,形成了一批产业技术创新联盟。目前,新一代煤化工、农药、染料产业技术创新联盟已列入国家第一批试点。其中,新一代煤化工产业技术创新战略联盟聚焦煤化工核心技术,按照工艺、工程、关键设备制造并重的原则,遵循机理研究-小试-中试-工业示范装置-大型工业化装置的技术开发规律,有效地整合了技术创新要素。
紧盯产业和市场需求 “十一五”期间,行业企业普遍认识到,创新必须瞄准产业发展和市场需求,才能充分发挥科学技术对产业发展的支撑引领作用,才能在市场竞争中占领制高点。譬如,为适应新型农业需求,大连瑞泽农药股份有限公司自主研发了丁烯氟虫腈杀虫剂,实现了高毒农药替代,对加速我国农药创制的产业化、推动高毒农药替代具有积极的意义。
发挥行业协会引导作用 “十一五”以来,中国石油和化学工业联合会配合政府加强行业科技创新的引导工作,发布了《“十一五”化工科技发展规划纲要》等。同时,协会积极组织关键、共性技术的攻关和重大产业技术的开发,积极开展行业科技管理,密切关注行业技术进展,总结经验树立典型,引导企业积极开展技术创新,体现出对行业科技创新的引导、组织和协调过程所不可替代的作用。
不足 仍为仿制大国创制小国
基础研究与创新能力尚需提升
业内专家同时指出,“十一五”以来,我国化工科技与发达国家相比,在支撑产业发展方面还存在很大的差距。
基础研究或被削弱 随着开发类院所企业化转制,虽然研究院所在科研队伍建设、科技投入及经济实力等方面都普遍得到加强,但在行业基础性研究和共性技术开发方面被削弱。
工程转化能力不足 据统计,我国石油和化工行业成果转化率还不到30%,其原因是多方面的,但主要原因是工程开发能力薄弱。譬如,我国在上世纪80年代就掌握了聚碳酸酯合成技术并中试成功,但目前美国、西欧和日本仍集中了全球90%的产能,我国总产能仅有5000吨/年。在合成氨工业领域,我国自主开发的氨合成催化剂处于世界领先水平,然而成套技术的集成能力较差,仍旧要从国外引进。
创制能力仍旧较弱 我国化工行业新产品开发还未真正摆脱跟踪模仿的局面。在农药、染料、氟硅材料等竞争性行业,创新能力薄弱的问题更显突出。譬如,目前全世界农药市场约80%被先正达、拜耳、孟山都、巴斯夫、杜邦等公司所垄断。我国农药产量居世界第一位,但生产的绝大部分农药品种不属于自主创新,产值较低,品种结构也不合理,高毒品种占30%以上。
节能环保技术落后 由于节能、环保技术开发工作滞后,技术缺失或水平不高,导致了产品生产过程中的高耗能、高污染。我国石油和化工行业万元产值的能耗始终排在全国工业领域的前列。2008年,全行业规模以上企业排放工业废水43.82 亿吨,工业废气4.04 万亿立方米,产生工业固体废弃物1.71 亿吨,分别占全国工业规模以上企业“三废”排放总量的20.2%、10%和9.6%。
重大装备研制欠缺 长期以来,由于重技术引进轻消化吸收,重大技术装备的研究开发缺乏资金支持,自主研制能力严重不足。目前,技术难度高的大型化工装置,特别是关键技术装备仍需从国外引进,而且重复引进现象严重。此外,我国装备工业大中型企业在技术引进过程中,技术引进经费在技术开发总经费中占很高比例,引进费用远高于用于消化吸收的经费。
开发投入严重不足 尽管近几年,我国化工科技开发投入的绝对数量逐年增加,但科技开发投入占GDP 的比例却在不断下降。造成这种局面的原因,主要是在计划经济体制向市场经济体制的转型过程中,科技投入仍以政府为主,由政府、企业、社会共同投资,且以企业为主的合理格局尚未形成。
2008年10月,永煤集团濮阳龙宇化工有限责任公司与中国航天科技集团公司运载火箭技术研究院联手打造的国内首套航天炉,一次性投料试车成功。该项目已被国家发改委认定为“十一五”循环经济高技术项目。(本报记者 张育 摄)