內容節選自《中國石化工程科技2035發展戰略研究》，中國工程科學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”編輯整理發布。
近日，曹湘洪院士、袁晴棠院士、劉佩成等在《中國工程科學》2017年第19卷第1期中國，發表了文章《中國石化工程科技2035發展戰略研究》。中國工程院通過對國內外石化工業和石化工程科技發展趨勢的梳理，分析了未來20年我國經濟社會發展對石化工程科技發展的重大戰略需求，提出了2025年和2035年我國石化工程科技發展的目標任務。
2035世界石化工程科技發展前瞻
1、高效煉油石油技術
（1）重質、劣質原油生產更加清潔化的液體燃料技術不斷進步
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的主要燃料，品質上會要求更加清潔化。而生產液體燃料的原油總體呈現重質化和劣質化，這將推動劣質、重質原油高效轉化技術不斷進步，漿態床渣油加氫裂化技術開發和應用將日益廣泛。
（2）有競爭力的油化結合技術更受重視
以降低生產成本、降低能耗、提高經濟效益為目標，低碳烷烴脫氫、石腦油或重油催化裂解生產C3、C4烯烴等高價值烯烴生產技術，石腦油催化重整、芳烴轉化與分離的高效催化劑及工藝等芳烴技術，合理利用煉化裝置副產物生產有機化工原料技術等研發活躍。
（3）基于分子水平的煉油技術平臺不斷完善
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過程，開發更高效的催化劑和更先進的生產工藝，實現對石油烴類分子的定向轉化，充分利用石油烴類中碳、氫原子；開發、實施高選擇性精細煉制技術，實現對石油資源的最有效利用，并推動石油煉制技術向本質綠色低碳方向發展。
2、綠色低碳生產技術和裝備
1）采用本質綠色低碳的工藝和裝備，實現煉化技術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變。包括煉化反應過程和產品分離提純過程的低能耗、高選擇性、清潔化技術，工廠用能優化技術；“三廢”資源化利用及高效無害化處理技術；建立創新性的循環經濟模式，形成產業間及與社會的生態鏈接；CO2捕集、利用技術等。
2）開發新型高效催化材料，促進煉油和化工反應過程的本質節能、環保。根據量子力學的基本原理，從原子尺度出發，直接面向最終的應用需求，通過高通量的計算模擬，結合可靠的實驗和計算數據，顯著提高先進催化材料的研發和應用速度，預計將會引發催化材料的重大變革，促進煉油和化工反應過程的本質節能、環保。
3）創新技術不斷開發應用，化工過程技術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、優化原料配給、創新反應設備、開發反應、反應產物分離和精制耦合新技術，減少副反應發生，簡化產品分離過程和精制流程，針對不同石化產品的綠色一體化生產技術不斷得到應用。
3、原料多元化技術
（1）以木質纖維素和藻類為原料的生物燃料技術走向成熟
非石油原料生產液體燃料的技術中，可再生的生物燃料最具發展前景，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將繼續進步，以木質纖維素、藻類等生物質為原料生產生物燃料技術的水平明顯提升并逐步成熟。生物燃料技術將成為減少溫室氣體排放的實用技術。
（2）有機化工產品原料多元化技術不斷涌現
未來有機化工產品生產原料將呈現石油、煤炭、天然氣和生物質多元化格局，并根據原料特性開發最有效利用資源并盡可能減小負面環境影響的加工技術，逐步形成以石油為主，天然氣、煤炭、生物質、廢舊高分子材料為原料的系列有機化工產品生產技術。
（3）可生物降解的綠色環保潤滑劑
通過作物基因改性，使植物油性能不斷改善，產量逐步增加，成本持續降低。通過化學改性利用植物油生產可生物降解潤滑油，具有廣闊的市場前景，在某些領域可取代礦物基潤滑油。
4、高端石化產品技術
高端石化產品技術的重點是高檔潤滑油及潤滑脂、高級溶劑油、功能性石蠟生產技術。高端石化產品將根據新型電子電器、交通運輸、醫療、食品包裝、農業、航天等行業的需求，開發并生產實用的功能化產品，通過研究功能與分子結構的關系進行分子設計，實現單體生產、催化劑、反應工程與工藝、加工應用技術的綜合集成。
5、智能化生產技術
物聯網、大數據、云計算、智能機器人、在線監測分析儀器、過程模擬及在線優化技術廣泛應用于石化生產過程，石化生產逐漸進入智能化發展新階段，逐步實現物質流、能量流、信息流、資金流的集成優化，支持資源、資金的高效利用，過程的低排放、低污染，提高企業的管理水平、市場應變能力和競爭能力。基于供、產、銷的決策平臺將發揮重要作用，可及時分析市場需求和效益，使大宗產品生產按照運輸距離、產能匹配、原料供給等數據，迅速獲得最優的生產方案，并通過該決策平臺，實現原料供應、產品生產和銷售的低庫存。
6、本質安全生產技術
基于風險管理、設備可靠性在線檢測技術、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得到快速發展，進一步為石化生產的本質安全提供保證。
我國石化工程科技2035年重點任務
1、需突破的關鍵核心技術
▲（1）劣質原油和渣油、重油加工技術，包括原油調和技術、劣質原油加工技術、渣油加氫高效轉化技術、化石能源制氫新技術等；
▲（2）清潔油品生產技術，包括焦化及催化柴油高效改質技術、大幅度增產航煤技術、優質汽柴油調和組分生產技術等；
▲（3）油化結合技術，包括生產化工原料的煉油技術、拓展原料來源的芳烴成套技術、煉油廠干氣和液化氣高值化利用技術等；
▲（4）高性能潤滑油/脂、功能性石蠟等高附加值石油產品生產技術，包括高檔潤滑油基礎油生產技術、潤滑油/脂產品配方和添加劑新技術、特種油脂生產技術等其他新產品生產技術；
▲（5）低碳烯烴生產技術，包括吸附分離與深冷分離耦合技術、甲烷直接制乙烯技術、乙烷氧化脫氫制乙烯技術等；
▲（6）增產芳烴技術，包括催化重整多產芳烴技術、輕烴高選擇性制芳烴技術、苯/甲苯和甲醇選擇性甲基化制二甲苯技術等；
▲（7）聚烯烴可控聚合及先進加工技術，包括單活性中心催化劑生產關鍵技術、結構可精確控制的烯烴共聚合和接枝聚合技術、合成樹脂取向加工技術等；
▲（8）生物基工程塑料生產技術，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技術；
▲（9）綠色輪胎用橡膠生產技術，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技術，廢舊輪胎制備精細膠粉的回收利用技術等；
▲（10）纖維高性能化及功能化技術，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；
▲（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，包括適應裝置大型化的工程技術、高效反應工程和過程強化技術、高效精細分離工程技術；
▲（13）節能減排技術包括煉化節能新技術，催化裂化本質減排技術，“三廢”處理新技術，CO2低能耗捕集、封存和資源化利用技術。
2、需深入開展基礎研究的主要技術領域
要圍繞以下技術的重大創新凝練科學問題，深入開展基礎研究。
· 一是低碳高效煉油技術；
· 二是新型催化材料技術；
· 三是過程強化技術；
· 四是適應新型內燃機的油品技術；
· 五是石油中硫、氮、氧等雜原子非臨氫脫除技術；
· 六是光轉化高分子膜材料生產技術；
· 七是仿生集水材料生產技術；
· 八是生物燃料生產技術。
3、需實施的石化重大工程
（1）智能石化廠工程。2035年物聯網、云計算、工業無線、智能傳感器、機器視覺、在線優化等技術在石化廠廣泛應用，結合商務智能等信息技術，數字化、智能化貫穿整個石化廠，從設計、建設、生產運維、經營管理，直至新產品開發全過程。
（2）甲烷制乙烯工程，包括甲烷制乙烯催化劑工業化制備，專用反應器開發，分離精制工藝及工程放大技術開發，流程集成和大型工業化裝置建設。
（3）高性能聚合物工程，包括基于性能要求的聚合物分子結構設計、單體生產技術、聚合催化劑及工藝、反應器及生產流程開發，加工應用技術與裝備開發，實現上述技術的綜合集成，形成多種高性能聚合物的商業化生產。
（4）設施農業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、開發及加工技術，實現大面積推廣應用。
4、需開展的重大工程科技專項
（1）生物質利用技術，包括大型纖維素乙醇生產技術與專用設備開發、城市有機垃圾生產生物燃氣技術與專用設備開發、生物基化學品生產技術開發、生物基材料生產及加工應用技術開發，實現纖維素乙醇、生物基化學品、生物基材料的普及應用。
（2）新型制氫與儲氫技術，包括開發低成本電解水制氫技術、生物催化制氫技術、光催化制氫技術等，開發多孔材料儲氫、芳香烴化學儲氫等技術，實現上述制氫、儲氫技術的應用，支持國家發展氫燃料電池的戰略目標。
（3）石化產業“兩化”融合技術，包括開發煉油過程物質流、能量流綜合優化技術，流程模擬和在線自動優化技術，原料和產品性能的在線檢測調控技術，設備可靠性在線檢測及預警技術，生產過程安全性預警及自動緊急停止技術，全面支持石化職能工廠的建設。
（4）廢舊高分子材料回收利用技術，包括開發基于“力化學”的廢氣高分子材料回收利用技術、廢舊高分子材料自動檢測分類及選擇性催化裂解技術、廢舊高分子材料回收利用過程污染物處理技術，全面支持廢舊高分子材料高附加值回收利用。
