科技攻關將從哪些方面突破

 “十二五”期間，磷化工行業將加大濕法磷酸精制先進技術的開發及推廣力度。圖為我國第一套濕法磷酸凈化裝置——貴州甕福集團10萬噸/年濕法磷酸凈化裝置。 （王貴 攝）

      業內有個形象比喻：一個5年規劃的實施好比是渡河，而科技手段好比是渡河之舟。經過“十一五”的發展，石油和化學工業的科學技術總體水平有了很大提高。但客觀地說，擁有自主知識產權和核心競爭力的原創技術不足，仍是當前行業發展的主要制約因素。因此，船的問題不解決，渡河就是一句空話?？梢哉f，科學技術的發展，是行業“十二五”發展的關鍵所在。

幾乎全部都遭遇技術瓶頸

    中國石油和化學工業聯合會副秘書長兼科技部主任胡遷林在接受記者采訪時表示，目前科技對行業發展的制約主要表現在以下幾個方面：一是行業基礎性研究和共性技術開發工作薄弱，尚未形成以企業為主體的技術創新體系。企業缺乏技術創新的內在動力，行業科技力量協調運作和科技資源合理配置有待加強。二是化工科技成果的工程轉化能力不強，不到30%，成套工業化技術不多。三是節能環保技術開發相對落后，不能支撐行業快速發展。四是重引進，輕消化吸收、再創新。重大技術裝備研制能力不足，許多重大項目和高新產品的建設主要依賴的是引進技術，技術開發仍以跟蹤和模仿為主，具有自主知識產權的原始創新技術和專利技術少，對于先進技術的消化吸收能力不強。五是科技投入嚴重不足。2008年我們曾做過一次統計，行業一年的科研投入占總產值的比重僅為0.75%，與發達國家3%～5%的比例差距很大。

 
    悉數看下來，幾乎所有的化工領域，都存在技術瓶頸。

    新型煤化工是當今行業發展最具活力的領域，但仍受制于技術。中國石油和化學工業聯合會副會長周竹葉在談到該領域發展的技術制約問題時說，首先，許多關鍵技術需要從國外引進，但是國外一些煤化工技術缺少工業示范驗證，引進風險很大，給企業生產經營造成很大的困難，付出的成本代價也很高。其次，目前雖然我國煤氣化爐、甲醇合成塔等裝備技術取得了重大突破，并成功應用于工業化生產，但為大型煤化工項目配套的核心反應器、壓縮機、關鍵泵閥等主要裝備還不能滿足要求。因此，需要加快煤化工關鍵設備和成套技術裝備的開發。

 
    電石、聚氯乙烯是中國具有優勢的重要支柱產業之一，但目前也遭遇發展危機。清華大學教授金涌院士告訴記者，隨著節能減排意識的提高，人們把電石、聚氯乙烯生產視為一個魔鬼。這是因為：一是從電石反應生成氯乙烯的催化劑含有汞，現有生產的汞流失量較大，這對環境影響很大?，F在國家已明令要求停止含汞催化劑的使用，不少企業面臨淘汰。二是能源消耗高，尤其是耗電高，電石爐和氯堿電解生產素有“電老虎”之稱。三是裝置規模小?，F在單臺氯乙烯反應器產能只能達到5000～7000噸，一個百萬噸規模的聚氯乙烯廠，就需要近200臺這樣的反應器，這得需要多少儀表和人員來控制它？因此，盡快開發出低汞無汞、節能的新技術，關系到這個行業的生死存亡。

    我國是黃磷生產和出口第一大國，但價格卻上不去，國外賣的高純黃磷要比我國的普通黃磷價格高100多倍。這是因為國內黃磷提純技術不行，含砷量降不下來。砷與磷是同族元素，性質相近，是黃磷生產難以去除的雜質，含砷高使國產黃磷品質大打折扣。

    記者采訪中國無機鹽工業協會會長吳明鈺了解到，在“十一五”，我國無機鹽產能、產量和出口量均進入了世界領先的地位。但由于生產技術的制約，目前無論產品質量還是規格品種，尚未形成具有一定梯度的產品體系，存在中低檔產品偏多、高檔精細產品不足的問題。一旦市場發生變化，大宗通用產品市場萎縮，就會危及眾多企業的生存發展。如鋇鍶鹽行業。由于玻殼電視市場被液晶電視擠壓，鋇鍶鹽用量大幅減少，而新技術及新產品應用開發又未能及時跟進，造成國內鋇鍶鹽產能嚴重過剩。而國內精細、專用鋇鍶鹽產品的質量、規格缺失，又使國內市場對進口產品依存度大增。

廣東鹿山化工材料有限公司是一家專業從事高分子功能材料、納米材料及黏合劑研發、生產、銷售的民營高新技術企業。圖為該公司技術人員在做實驗。（嚴麗梅 攝）

企業自發組織起來尋出路

    “十二五”發展存在的技術瓶頸問題，已被越來越多的企業所認識，在進入“十二五”之際，他們紛紛加大了新技術研發和科技投入的力度。

    2010年3月23日，丹化化工科技股份有限公司、上海盛宇企業投資有限公司、通遼金煤化工有限公司、河南煤業化工集團有限責任公司簽訂了關于煤制乙二醇技術合作協議，進一步發展世界首創、具有自主知識產權的煤制乙二醇技術的產業化。

    2010年5月7日，云南煤化工集團和中國化學工程集團公司在昆明簽訂合作協議，雙方將利用新一代（能源）化工產業技術創新戰略聯盟的合作機制，在煤化工生產技術的研發和應用等方面進行深入廣泛的合作，包括大型、高效、先進的煤氣化技術，高純度氣體制備技術，先進煤化工合成技術，甲醇下游產品技術，乙炔化工技術，焦化、苯及煤焦油技術，環保及資源綜合利用技術等。

    2010年10月26日，陜西煤業化工集團、中科院大連化物所、中石化洛陽石化工程公司等企業在北京簽署了新一代甲醇制低碳烯烴工業化技術許可協議（DMTO-Ⅱ）。這是DMTO-Ⅱ工業化技術全球首份許可合同，標志著具有我國自主知識產權、世界領先的新一代甲醇制烯烴技術在走向工業化道路上邁出了關鍵一步。

    歲末年初，世界剛剛發生了幾起鉀肥企業的大并購案，各國對鉀資源的爭奪已呈白熱化。目前我國大規模開發的僅是品位較高、易開采的晶間潛鹵水層鉀資源，其全部探明儲量僅有8000萬噸氧化鉀，以目前的產量最多也只能開采27年，與世界平均200多年的資源保障水平相差甚遠。因此，要抵御國際鉀肥資源壟斷，就要盡早攻克尚未開發的非傳統鉀礦資源開采技術。記者日前采訪中國無機鹽工業協會鉀鹽（肥）行業分會獲悉，一份由他們起草的名為“鉀肥自主保障技術開發與產業化示范”的國家科技重大專項建議書，已通過業內專家和骨干企業負責人的審議定稿，即將上報國家科技部批準實施。該建議書共提出了8個技術攻關課題，計劃在“十二五”完成技術研發及中試、示范工程運行測試和初步產業化推廣。這一專項完成后，預計每年可新增350萬噸氧化鉀產能，新增產值350億元，可大幅度提升國產鉀肥資源的自主保障度。僅不溶性鉀礦資源利用技術攻克后，資源保障年限可超過千年。投資估算為，在“十二五”期間需要研發經費和示范工程建設資金約30億元，建議國家投入20億元，承擔單位自籌10億元。

    記者了解到，針對目前限汞和節能減排“高壓線”，電石、聚氯乙烯行業正醞釀一場重大變革。中國石化聯合會副秘書長孫偉善告訴記者，經過一年來的調查研究，最近中國石化聯合會、中國電石工業協會聯合向國家有關部門提交了一份報告——關于開展大型密閉電石爐替代內燃爐技術改造的建議，作為“十二五”化工行業的一項重大技術改造項目。該報告提出，在“十二五”的5年內，分批將全國1/3的大型內燃爐改造成大型密閉電石爐，改造的總產能達600萬噸規模，投資約38億元。到“十二五”末完成這一技改后，預計每年可實現節電14.5億千瓦時，實現總節能量達120萬噸標準煤。全行業大型密閉電石爐的比例將接近80%，可大大提升我國電石生產的技術裝備水平，昔日“黑三角”、“電老虎”的落后面貌將得以徹底改變。除此之外，還包括等離子體裂解煤制乙炔技術、流化床氯乙烯反應技術等一系列高端技術的推廣，這將在很大程度上提升該行業清潔生產水平，改變合成材料生產對油氣資源的依賴，對中國乃至世界的化學工業發展產生重大影響。

山西焦化集團先后對數套引進的國際先進裝備進行工藝分解和技術吸收，在此基礎上進行創新改造。圖為技術研發人員對該公司引進的法國焦油蒸餾裝置進行現場數據分析。（王希明 攝）

全行業將從10個方面突破

    除了企業的自發攻關，作為行業管理部門和政府，更有責任從制度層面組織行業關鍵技術的重大攻關。

    胡遷林告訴記者，預計“十二五”行業科技發展將在以下主要方面實現突破。一是在新型油氣勘探開發技術方面，西部深層油氣資源開發、海上尤其是南海北部深水區天然氣的勘探將會出現突破。二是在成品油生產新技術方面，劣質重油加工、清潔油品生產、節能環保型高檔潤滑油（脂）生產技術將有新的發展。三是在乙烯節能降耗關鍵技術方面，有望實現裂解爐效率提高1%~2%、深冷分離能耗下降5%~10%、噸乙烯耗標準油低于600千克。四是化肥產業結構調整支撐技術方面，到2015年，高濃度化肥比例有望提高到85%，施肥復合率達到40％以上。五是新型煤化工技術方面，有望開發出8~10項關鍵、共性技術，建成甲醇制丙烯、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，在完善新型煤化工示范工程基礎上，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。六是高附加值精細化學品制備關鍵技術方面，有望突破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，建成20條新產品示范生產線。七是橡膠加工關鍵技術方面，有望突破4～6項行業核心技術。八是高端化工新材料制備關鍵技術方面，將實現5大通用工程塑料全部國產化，各開發出幾項高性能纖維、工程塑料、含氟聚合物、有機硅新產品技術。九是基礎化工的節能降耗技術方面，將突破10~15項核心技術，申請核心專利20~25項，實現單元過程平均節能效果達到20%以上。十是新型石油和化工裝備技術方面，有望實現自行研制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，整體技術水平進入世界先進行列。

    中國無機鹽工業協會會長吳明鈺向記者列出了一份行業科技發展的清單，其中包括：

    磷化工行業要加大黃磷尾氣深度凈化、尾氣利用生產碳一化學品、高純黃磷、濕法磷酸精制等先進技術的開發及推廣力度，解決目前行業存在的“三廢”排放量大、高附加值產品不足問題；鉻鹽行業要加快推廣無鈣焙燒、液相氧化法等清潔生產工藝，解決行業多年來存在鉻渣污染問題；氰化物行業要提高安氏法和輕油裂解法單套裝置規模，根除氰化物生產的高環境風險；二硫化碳要淘汰木炭法，推廣連續流化床焦炭法工藝，解決產品質量不高、污染物排放量大的問題；氟化鹽行業要推廣氟硅酸鈉制冰晶石聯產優質白炭黑、電解鋁渣再生產冰晶石技術，提高綜合利用效益和清潔生產水平；鈣鎂鹽行業要推廣鹵水-石灰乳（白云灰乳）法制取氫氧化鎂技術，低溫熱解專利技術，提高資源利用和節能減排效益。通過生產技術的提高，重點發展一批新產品，其中包括阻燃劑無水碳酸鎂、氫氧化鎂產品，鎂質排煙脫硫、廢水治理產品，水菱鎂石，鎂鹽晶須產品，六氟磷酸鋰，電子級氫氟酸等。爭取到“十二五”末，無機鹽產品精細化率由目前的35%左右提高到50%以上，出口產品結構中精細化產品比重達到40%以上。

    可以想象，如果這些技術問題能夠如愿以償得到攻克，“十二五”結束的時候，化工行業將可以徹底擺脫人們印象中的傳統形象。
中國工程院院士、天津大學化工學院教授、博士生導師王靜康長期致力于化學工程工業結晶的理論和新技術的創新研究與開發。圖為王靜康指導博士生做實驗。   （金曉 攝）