加快突破新型绿色化工关键技术推动石油化工行业转型升级

吴长江

中国石化集团公司首席科学家

中国石化北京化工研究院院长

绿色低碳是我国石油化工行业转型升级的重要方向，要大力推动新型绿色化工关键技术突破与科技成果有效落地，促进石油化工行业绿色化、生态化、高质量发展。

石油化学工业是国民经济的重要支柱，关乎我国产业链供应链安全稳定、绿色低碳发展、民生福祉改善。新中国成立时，我国石油化学工业基本上是空白的，从白手起家到实现科技自立自强的历程是一个充满挑战与机遇、不断创新与突破的过程。70余年来，通过引进消化吸收、自主创新研发，以及产业链协同创新等方式，我国石油化工产业不断迭代升级，在技术水平、产品质量和产业竞争力等方面取得了显著成就，为国家经济社会发展提供了强有力的支撑。

中国石化作为我国石油化工行业的龙头企业之一，勇担央企责任，持续推进科技创新，不断突破石油化工主体技术，取得一大批重大科学理论和工程科技成果，攻克一大批“卡脖子”技术，自主实施一大批国内首次工业转化，填补一大批国内空白，助力我国实现高水平科技自立自强。依靠自主知识产权技术设计建设百万吨级乙烯装置，芳烃成套技术总体位于世界领先水平，成功开发气液法聚乙烯、第三代环管法聚丙烯等合成材料成套技术，以及异丙苯、丙烯腈等有机化工成套技术，形成竞争优势、赢得战略主动。

绿色低碳是我国石油化工行业转型升级的重要方向

在“双碳”目标的大背景下，我国石油化工行业面临严峻的能源资源压力，必须加快绿色技术创新，在节能减污降碳方面迈出更大步伐。加快推进原油直接裂解制烯烃技术、合成气直接转化制烯烃技术、环氧氯丙烷绿色工艺技术、第三代太阳能电池材料技术、碳捕集与利用技术攻关，已成为我国可持续发展的内在要求。

绿色化工是化学工业实现可持续发展的有效途径，其内涵包括原料绿色化、催化剂绿色化、反应工程绿色化、能源绿色化、产品绿色化及资源化利用等6个方面。

北京化工研究院科研人员在研讨如何通过绿色化工艺技术使产品更加契合市场需求，助推绿色化工产品的推广应用。  潘亚男/摄

在产业政策指引与社会资本推动下，我国绿色化工发展在相关技术领域取得了一定成效，生产技术服务企业逐步增多，在绿色化工领域涌现出一批以技术研究为基础，通过科技创新服务引领行业绿色、循环、可持续发展的高新技术企业，推进了我国化工领域的技术升级，提高了行业绿色发展水平。

中国石化在我国绿色化工发展进程中作出长足贡献

原料绿色化技术是绿色化工的重要基础，其在化工反应和化学品生产中起到重要作用，是影响化学品制造、加工与使用的重要因素之一。随着化石资源的减少，可再生资源特别是生物质资源作为原料的转化利用引起全球的广泛关注。中国石化积极开展生物质资源利用研究，形成二酸、二醇和关键酯类及异山梨醇等生物基化学品类，实现绿色化和规模化制备。

催化剂绿色化是绿色化工的关键，通过催化剂本体、载体、助催化剂等的绿色设计和应用，可以更高效降低反应的能量消耗。中国石化开发了直接一步法沉淀负载制备催化剂载体的工艺，缩短了工艺流程，并且在确保催化剂活性的前提下，减少了助催化剂的使用量，减少对环境的污染；开发的超高活性超纯HA系列催化剂，实现一步法制备目标产物，避免了水洗、后处理等工艺，降低了装置能耗物耗。

反应工程绿色化技术是化学工业实现可持续发展的重要手段，通过在化学反应工程中采用一系列环保、高效、节能的技术手段，以实现化学反应的绿色化，减少对环境的污染和对资源的浪费。中国石化应用自主研发的氦气分离膜技术在重庆液化天然气（LNG）工厂对高含氦、高含氢的工厂尾气进行提纯处理，变废为宝，实现了低能耗膜法氦气分离和提纯；开发催化裂解制烯烃工艺，合理利用化工生产过程中碳四等副产品资源，提高副产品经济价值，降低环境影响。

能源绿色化是当前世界能源发展的一个重要趋势，太阳能、风能、水能、地热能、绿氢等绿色能源将成为我国能源领域长期可持续发展与生态环境保护的重要发展方向，对企业发展有重要意义。中国石化自主研发聚烯烃弹性体POE、碳纤维增强复合材料等新材料，为太阳能、风能、水能等清洁能源行业的突破提供关键原料支撑；创新形成集地热勘探技术、钻井技术、自动化控制技术、梯级利用技术、回灌技术、清洁能源集成技术于一体的6大核心技术体系，自主开发油田地热与污水余热综合利用、浅层地热能开发利用、换热介质等技术，充分开发利用中深层地热能。

产品绿色化是绿色化工的重要目标之一，我国为推动产品绿色化制定了一系列环保法规、管理办法，以及促进循环经济发展和推进资源综合利用政策，产学研用各方面对此给予高度重视。中国石化聚焦医用卫生健康，在国际上首次利用聚合装置工业开发出抗菌聚丙烯树脂，守护人民生命健康；聚焦绿色节能，开发具有质轻、抗冲缓震、耐腐蚀、隔热隔音等优良特性的绿色高性能发泡聚丙烯（EPP），并广泛应用于包装、建筑、汽车等行业；聚焦白色污染解决，开发高耐候可回收地膜专用料、PBST可降解地膜专用料，助力农业绿色发展。

废旧高分子材料的绿色资源化利用是当前可持续发展的热点。随着高分子材料在完成使用后固体废物大量增长，废旧高分子材料污染问题也成了国际社会共同关注的议题。中国石化开发了混合塑料增容剂技术、废旧塑料生产低杂质油品（SPWO）技术、PET高效解聚回收技术、微波辅助热解技术等一系列物理、化学回收技术，助力保护地球资源与生态环境。

全力推进石油化工行业绿色化、生态化、高质量发展

我国在绿色化工方面的研究与应用起步较晚，技术应用程度较部分发达国家仍有一定差距。同时，科研成果的产业化转化是我国研发链条中的薄弱一环，国内化工、新材料产业关键技术渗透缓慢，生产过程高耗能、高污染、低资源利用率等问题仍然存在，亟待新型绿色化工关键技术突破与科技成果有效落地，促进石油化工行业绿色化、生态化、高质量发展。

要加强对绿色化工技术应用基础研究导向性支持。推进以市场需求为导向的绿色化工技术应用基础研究，大力支持绿色化工技术与新材料应用领域拓展研究，如新能源技术在航空航天领域的应用开发；生物化工技术在基础化学品、生物质能源、生物医药、废弃物和污染物处理等领域的应用研究；过程强化技术在纳米材料制备方面的应用研究；膜技术在污水处理、海水淡化方面的应用研究；生物基材料、高性能复合材料、轻量化材料、抗菌材料、智能材料在交通运输、电子信息、新能源、3D打印等领域的应用开发等。建设绿色化工技术验证中心、绿色化工技术工程研究中心等应用基础研究创新平台及绿色化工技术转移转化平台，推动相关终端应用领域技术攻关、应用示范及成果转化，不断促进绿色化工技术在各领域的推广应用。

要提倡将绿色指标纳入技术先进性评价标准。对化工过程全生命周期进行绿色化水平评价，提倡将资源转化率、循环利用率、可再生资源占比、环境影响程度等绿色化生产水平纳入化工技术先进性评价标准，对潜在的生态污染可能性进行科学预估。首选无毒无害无污染、绿色环保类材料，以及天然绿色化工材料，对资源使用进行科学合理规划，强化绿色化工产品设计，探索建立绿色技术评价标准体系及服务体系，对化工产品和化工生产过程中各项技术的绿色化水平进行评价。定期发布推荐实施的绿色化工技术名录，持续完善绿色化工产业评价标准体系，全面推动化工产业绿色化发展。

要推动绿色发展理念融入化工产业技术开发与应用全过程。在化工产业技术研究开发、生产应用全过程中大力推广清洁生产、绿色发展理念，强化绿色产品标志认证，对产品及其生产、使用、消费、处理过程中是否符合环境保护标准、对环境和人类健康是否有影响进行科学认证和规范化标注，重点开发绿色、环保、健康、抗菌的化工产品；推进降碳、减污、扩绿，提升装置运行效率和高端化、绿色化、安全化水平，推动化石能源洁净化、洁净能源规模化、生产过程低碳化、能源产品绿色化。化工生产企业从产品设计、原材料使用、能源利用、生产加工到回收再利用，针对产品全生命周期各个阶段加快绿色升级改造，促进化工技术与产业绿色化提升，优先采用无毒无害的化工原料、催化剂、溶剂和清洁可再生能源，推广使用低碳环保生产技术工艺，加强产品绿色生产及可循环、易拆解性设计，应用区块链数字标识技术及智能识别装备对化工生产全过程资源利用和排放情况等进行标识，并强化源头减量、过程控制和末端高效治理相结合的发展模式，最大程度提高资源利用率、降低污染物排放，将化工产品及生产过程对人体健康和环境的影响降至最低。

要加速绿色化工科技创新，推进化工产业数字化转型。加速绿色化工技术创新与升级，建设产学研深度融合的绿色化工科技创新体系，增强绿色化工科技创新能力。积极开发、生产、使用资源利用率高、环境友好型新产品和绿色环保装备、新能源装备等，如可降解塑料、高效钙钛矿电池、POE胶膜材料、保温隔热材料等；大力推进清洁生产、资源高效综合利用、节能减排、污染防治技术开发，如降低能耗和减少废物的新型催化剂技术、膜法水处理技术、废塑料无金属催化醇解及高纯单体分离与利用技术、废旧汽车拆解与回收利用技术、废电池材料回收利用技术、医用废弃物安全处理处置技术，废气余热、低品位余能回收利用技术、碳捕集利用及封存（CCUS）技术等。推进化工产业数字化、智能化转型，提高化工产品和生产过程数字化管理水平。以数字化转型驱动化工生产方式节能、高效、低污染变革。采用工业互联网、大数据、5G等新一代信息技术提升资源、环境管理水平，深化绿色化工生产过程的数字化技术应用；通过对生产全过程实时监控，对化工过程能源、物质等资源消耗，废弃物排放，碳足迹数据，以及分子级别反应过程进行数字化分析，通过智能化手段实现机械制冷与自然制冷协同等，促进化工生产过程、设备管理和安全防护等系统性优化，提高资源利用率、生产效率，以及废弃物处理水平，推动产品质量优化和创新，促进化工过程绿色化发展。

要提升产业一体化发展，构建多元融合化工产业。立足长远空间布局和产业规划，优化完善化工产业链、供应链体系，强化“原料流、废物流”的关联度。重点发展绿色先进技术工艺大型炼化一体化项目，提高产业关联度，促进化工产业规模化、集群化、一体化发展。规划建设化工项目时，强化原料来源、产品和下游应用关联度，按照一体化设计理念，资源融合、合理布局，选择产业链上下游关联度强的项目及实施主体，实现生产装置互通、上下游产品互供、产业链互联的产业生态。不断拓深拓宽下游产业链，坚持强链、补链、延链，增强产业链附加值，以提升化工产业关联度为核心，实现协同发展，推进资源高效利用、生产高效运营和环境高水平保护。构建多元化工产业发展格局，促进产业链下游延伸和跨领域合作。因地制宜推进产业融合协同发展，实现化工产业与生物医药、电子信息、新能源装备、航空航天、建筑建材、轨道交通、农林种植、海洋工程等相关产业的融合，推动化工产业与终端应用产业的互通发展，促进新兴产品、前沿技术到市场需求的升级和互动。重点关注绿色技术转型实效、绿色产业集聚程度、绿色产业融合发展。