內(nèi)容節(jié)選自《中國石化工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究》，中國工程科學(xué)2017年第19卷第1期，作者曹湘洪院士、袁晴棠院士、劉佩成等。“流程工業(yè)”編輯整理發(fā)布。
近日，曹湘洪院士、袁晴棠院士、劉佩成等在《中國工程科學(xué)》2017年第19卷第1期中國，發(fā)表了文章《中國石化工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究》。中國工程院通過對國內(nèi)外石化工業(yè)和石化工程科技發(fā)展趨勢的梳理，分析了未來20年我國經(jīng)濟社會發(fā)展對石化工程科技發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求，提出了2025年和2035年我國石化工程科技發(fā)展的目標(biāo)任務(wù)。
2035世界石化工程科技發(fā)展前瞻
1、高效煉油石油技術(shù)
（1）重質(zhì)、劣質(zhì)原油生產(chǎn)更加清潔化的液體燃料技術(shù)不斷進步
2035年，全球電動汽車、燃料電池汽車等新能源汽車將會快速增長，但液體燃料仍將是交通運輸?shù)闹饕剂希焚|(zhì)上會要求更加清潔化。而生產(chǎn)液體燃料的原油總體呈現(xiàn)重質(zhì)化和劣質(zhì)化，這將推動劣質(zhì)、重質(zhì)原油高效轉(zhuǎn)化技術(shù)不斷進步，漿態(tài)床渣油加氫裂化技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用將日益廣泛。
（2）有競爭力的油化結(jié)合技術(shù)更受重視
以降低生產(chǎn)成本、降低能耗、提高經(jīng)濟效益為目標(biāo)，低碳烷烴脫氫、石腦油或重油催化裂解生產(chǎn)C3、C4烯烴等高價值烯烴生產(chǎn)技術(shù)，石腦油催化重整、芳烴轉(zhuǎn)化與分離的高效催化劑及工藝等芳烴技術(shù)，合理利用煉化裝置副產(chǎn)物生產(chǎn)有機化工原料技術(shù)等研發(fā)活躍。
（3）基于分子水平的煉油技術(shù)平臺不斷完善
對原油的認知將從混合物水平提升到分子水平，并從分子水平認識煉油反應(yīng)過程，開發(fā)更高效的催化劑和更先進的生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)對石油烴類分子的定向轉(zhuǎn)化，充分利用石油烴類中碳、氫原子；開發(fā)、實施高選擇性精細煉制技術(shù)，實現(xiàn)對石油資源的最有效利用，并推動石油煉制技術(shù)向本質(zhì)綠色低碳方向發(fā)展。
2、綠色低碳生產(chǎn)技術(shù)和裝備
1）采用本質(zhì)綠色低碳的工藝和裝備，實現(xiàn)煉化技術(shù)從末端治理向源頭消減、過程控制和末端治理全過程控制的轉(zhuǎn)變。包括煉化反應(yīng)過程和產(chǎn)品分離提純過程的低能耗、高選擇性、清潔化技術(shù)，工廠用能優(yōu)化技術(shù)；“三廢”資源化利用及高效無害化處理技術(shù)；建立創(chuàng)新性的循環(huán)經(jīng)濟模式，形成產(chǎn)業(yè)間及與社會的生態(tài)鏈接；CO2捕集、利用技術(shù)等。
2）開發(fā)新型高效催化材料，促進煉油和化工反應(yīng)過程的本質(zhì)節(jié)能、環(huán)保。根據(jù)量子力學(xué)的基本原理，從原子尺度出發(fā)，直接面向最終的應(yīng)用需求，通過高通量的計算模擬，結(jié)合可靠的實驗和計算數(shù)據(jù)，顯著提高先進催化材料的研發(fā)和應(yīng)用速度，預(yù)計將會引發(fā)催化材料的重大變革，促進煉油和化工反應(yīng)過程的本質(zhì)節(jié)能、環(huán)保。
3）創(chuàng)新技術(shù)不斷開發(fā)應(yīng)用，化工過程技術(shù)及工藝流程將更加綠色。重點是提升催化劑的選擇性和活性、優(yōu)化原料配給、創(chuàng)新反應(yīng)設(shè)備、開發(fā)反應(yīng)、反應(yīng)產(chǎn)物分離和精制耦合新技術(shù)，減少副反應(yīng)發(fā)生，簡化產(chǎn)品分離過程和精制流程，針對不同石化產(chǎn)品的綠色一體化生產(chǎn)技術(shù)不斷得到應(yīng)用。
3、原料多元化技術(shù)
（1）以木質(zhì)纖維素和藻類為原料的生物燃料技術(shù)走向成熟
非石油原料生產(chǎn)液體燃料的技術(shù)中，可再生的生物燃料最具發(fā)展前景，以可利用的動植物油脂為原料通過醇解或加氫等方法制備生物燃料的技術(shù)將繼續(xù)進步，以木質(zhì)纖維素、藻類等生物質(zhì)為原料生產(chǎn)生物燃料技術(shù)的水平明顯提升并逐步成熟。生物燃料技術(shù)將成為減少溫室氣體排放的實用技術(shù)。
（2）有機化工產(chǎn)品原料多元化技術(shù)不斷涌現(xiàn)
未來有機化工產(chǎn)品生產(chǎn)原料將呈現(xiàn)石油、煤炭、天然氣和生物質(zhì)多元化格局，并根據(jù)原料特性開發(fā)最有效利用資源并盡可能減小負面環(huán)境影響的加工技術(shù)，逐步形成以石油為主，天然氣、煤炭、生物質(zhì)、廢舊高分子材料為原料的系列有機化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。
（3）可生物降解的綠色環(huán)保潤滑劑
通過作物基因改性，使植物油性能不斷改善，產(chǎn)量逐步增加，成本持續(xù)降低。通過化學(xué)改性利用植物油生產(chǎn)可生物降解潤滑油，具有廣闊的市場前景，在某些領(lǐng)域可取代礦物基潤滑油。
4、高端石化產(chǎn)品技術(shù)
高端石化產(chǎn)品技術(shù)的重點是高檔潤滑油及潤滑脂、高級溶劑油、功能性石蠟生產(chǎn)技術(shù)。高端石化產(chǎn)品將根據(jù)新型電子電器、交通運輸、醫(yī)療、食品包裝、農(nóng)業(yè)、航天等行業(yè)的需求，開發(fā)并生產(chǎn)實用的功能化產(chǎn)品，通過研究功能與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系進行分子設(shè)計，實現(xiàn)單體生產(chǎn)、催化劑、反應(yīng)工程與工藝、加工應(yīng)用技術(shù)的綜合集成。
5、智能化生產(chǎn)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、智能機器人、在線監(jiān)測分析儀器、過程模擬及在線優(yōu)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于石化生產(chǎn)過程，石化生產(chǎn)逐漸進入智能化發(fā)展新階段，逐步實現(xiàn)物質(zhì)流、能量流、信息流、資金流的集成優(yōu)化，支持資源、資金的高效利用，過程的低排放、低污染，提高企業(yè)的管理水平、市場應(yīng)變能力和競爭能力。基于供、產(chǎn)、銷的決策平臺將發(fā)揮重要作用，可及時分析市場需求和效益，使大宗產(chǎn)品生產(chǎn)按照運輸距離、產(chǎn)能匹配、原料供給等數(shù)據(jù)，迅速獲得最優(yōu)的生產(chǎn)方案，并通過該決策平臺，實現(xiàn)原料供應(yīng)、產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售的低庫存。
6、本質(zhì)安全生產(chǎn)技術(shù)
基于風(fēng)險管理、設(shè)備可靠性在線檢測技術(shù)、過程危險因素高靈敏檢測、自動報警、智能緊急停車以及自動化修補等技術(shù)得到快速發(fā)展，進一步為石化生產(chǎn)的本質(zhì)安全提供保證。
我國石化工程科技2035年重點任務(wù)
1、需突破的關(guān)鍵核心技術(shù)
▲（1）劣質(zhì)原油和渣油、重油加工技術(shù)，包括原油調(diào)和技術(shù)、劣質(zhì)原油加工技術(shù)、渣油加氫高效轉(zhuǎn)化技術(shù)、化石能源制氫新技術(shù)等；
▲（2）清潔油品生產(chǎn)技術(shù)，包括焦化及催化柴油高效改質(zhì)技術(shù)、大幅度增產(chǎn)航煤技術(shù)、優(yōu)質(zhì)汽柴油調(diào)和組分生產(chǎn)技術(shù)等；
▲（3）油化結(jié)合技術(shù)，包括生產(chǎn)化工原料的煉油技術(shù)、拓展原料來源的芳烴成套技術(shù)、煉油廠干氣和液化氣高值化利用技術(shù)等；
▲（4）高性能潤滑油/脂、功能性石蠟等高附加值石油產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，包括高檔潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)、潤滑油/脂產(chǎn)品配方和添加劑新技術(shù)、特種油脂生產(chǎn)技術(shù)等其他新產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)；
▲（5）低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)，包括吸附分離與深冷分離耦合技術(shù)、甲烷直接制乙烯技術(shù)、乙烷氧化脫氫制乙烯技術(shù)等；
▲（6）增產(chǎn)芳烴技術(shù)，包括催化重整多產(chǎn)芳烴技術(shù)、輕烴高選擇性制芳烴技術(shù)、苯/甲苯和甲醇選擇性甲基化制二甲苯技術(shù)等；
▲（7）聚烯烴可控聚合及先進加工技術(shù)，包括單活性中心催化劑生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)、結(jié)構(gòu)可精確控制的烯烴共聚合和接枝聚合技術(shù)、合成樹脂取向加工技術(shù)等；
▲（8）生物基工程塑料生產(chǎn)技術(shù)，包括具有生物基特征的聚酰胺10T、聚酰胺9T等高性能生物基工程塑料生產(chǎn)技術(shù)；
▲（9）綠色輪胎用橡膠生產(chǎn)技術(shù)，包括溶聚丁苯橡膠、高順式聚丁二烯橡膠等高性能橡膠生產(chǎn)技術(shù)，廢舊輪胎制備精細膠粉的回收利用技術(shù)等；
▲（10）纖維高性能化及功能化技術(shù)，包括高強高模碳纖維、低成本碳纖維、抗菌纖維、抗靜電纖維、光致變色纖維等技術(shù)；
▲（11）高性能與功能高分子材料，包括抗菌材料、高隔水和阻燃無毒新型外墻保溫材料等；
▲（12）石化工程技術(shù)，包括適應(yīng)裝置大型化的工程技術(shù)、高效反應(yīng)工程和過程強化技術(shù)、高效精細分離工程技術(shù)；
▲（13）節(jié)能減排技術(shù)包括煉化節(jié)能新技術(shù)，催化裂化本質(zhì)減排技術(shù)，“三廢”處理新技術(shù)，CO2低能耗捕集、封存和資源化利用技術(shù)。
2、需深入開展基礎(chǔ)研究的主要技術(shù)領(lǐng)域
要圍繞以下技術(shù)的重大創(chuàng)新凝練科學(xué)問題，深入開展基礎(chǔ)研究。
· 一是低碳高效煉油技術(shù)；
· 二是新型催化材料技術(shù)；
· 三是過程強化技術(shù)；
· 四是適應(yīng)新型內(nèi)燃機的油品技術(shù)；
· 五是石油中硫、氮、氧等雜原子非臨氫脫除技術(shù)；
· 六是光轉(zhuǎn)化高分子膜材料生產(chǎn)技術(shù)；
· 七是仿生集水材料生產(chǎn)技術(shù)；
· 八是生物燃料生產(chǎn)技術(shù)。
3、需實施的石化重大工程
（1）智能石化廠工程。2035年物聯(lián)網(wǎng)、云計算、工業(yè)無線、智能傳感器、機器視覺、在線優(yōu)化等技術(shù)在石化廠廣泛應(yīng)用，結(jié)合商務(wù)智能等信息技術(shù)，數(shù)字化、智能化貫穿整個石化廠，從設(shè)計、建設(shè)、生產(chǎn)運維、經(jīng)營管理，直至新產(chǎn)品開發(fā)全過程。
（2）甲烷制乙烯工程，包括甲烷制乙烯催化劑工業(yè)化制備，專用反應(yīng)器開發(fā)，分離精制工藝及工程放大技術(shù)開發(fā)，流程集成和大型工業(yè)化裝置建設(shè)。
（3）高性能聚合物工程，包括基于性能要求的聚合物分子結(jié)構(gòu)設(shè)計、單體生產(chǎn)技術(shù)、聚合催化劑及工藝、反應(yīng)器及生產(chǎn)流程開發(fā)，加工應(yīng)用技術(shù)與裝備開發(fā)，實現(xiàn)上述技術(shù)的綜合集成，形成多種高性能聚合物的商業(yè)化生產(chǎn)。
（4）設(shè)施農(nóng)業(yè)專用高分子材料工程，包括制備長壽命、防霧滴、選擇性透光棚膜和可降解地膜的高分子材料生產(chǎn)、開發(fā)及加工技術(shù)，實現(xiàn)大面積推廣應(yīng)用。
4、需開展的重大工程科技專項
（1）生物質(zhì)利用技術(shù)，包括大型纖維素乙醇生產(chǎn)技術(shù)與專用設(shè)備開發(fā)、城市有機垃圾生產(chǎn)生物燃氣技術(shù)與專用設(shè)備開發(fā)、生物基化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)、生物基材料生產(chǎn)及加工應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，實現(xiàn)纖維素乙醇、生物基化學(xué)品、生物基材料的普及應(yīng)用。
（2）新型制氫與儲氫技術(shù)，包括開發(fā)低成本電解水制氫技術(shù)、生物催化制氫技術(shù)、光催化制氫技術(shù)等，開發(fā)多孔材料儲氫、芳香烴化學(xué)儲氫等技術(shù)，實現(xiàn)上述制氫、儲氫技術(shù)的應(yīng)用，支持國家發(fā)展氫燃料電池的戰(zhàn)略目標(biāo)。
（3）石化產(chǎn)業(yè)“兩化”融合技術(shù)，包括開發(fā)煉油過程物質(zhì)流、能量流綜合優(yōu)化技術(shù)，流程模擬和在線自動優(yōu)化技術(shù)，原料和產(chǎn)品性能的在線檢測調(diào)控技術(shù)，設(shè)備可靠性在線檢測及預(yù)警技術(shù)，生產(chǎn)過程安全性預(yù)警及自動緊急停止技術(shù)，全面支持石化職能工廠的建設(shè)。
（4）廢舊高分子材料回收利用技術(shù)，包括開發(fā)基于“力化學(xué)”的廢氣高分子材料回收利用技術(shù)、廢舊高分子材料自動檢測分類及選擇性催化裂解技術(shù)、廢舊高分子材料回收利用過程污染物處理技術(shù)，全面支持廢舊高分子材料高附加值回收利用。
