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新世纪 我国化工产业技术发展战略和重点领域
2004年16期 发行日期:2005-09-05
作者:胡迁林
新世纪 我国化工产业技术
发展战略和重点领域
□  胡迁林
战略概要
  新世纪,我国化工产业技术发展重点:首先,要坚持传统产业改
造和引进消化吸收相结合的原则,推进产业结构调整升级;其次,要
集中力量,实施重点突破;第三,要加强市场推动,使企业成为科技
创新的主体;第四,要实行整体考虑、区域发展的战略。

  1. 坚持两个结合的原则,推进产业结构升级
    化学工业产业技术发展要采取技术开发与传统产业改造相结合,
自主创新与引进技术消化吸收创新相结合的原则,搞好科技攻关、技
术改造、基本建设各项计划的衔接,积极采用先进技术改造传统产业,
促进产业结构优化、技术升级;要加强对引进技术的消化吸收和创新,
争取在高起点上形成拥有自主知识产权的技术、装备;要努力实现传
统产业高技术化、高新技术产业化、引进技术国产化。
    2. 坚持“有所为,有所不为”的方针,实施重点突破
  化学工业从资源开发、形成产品到产品加工、深加工,最终满足
国民经济需要,其跨度大,战线长,涉及领域多,需要解决的技术问
题也相对较多。根据国家的财力状况和化工行业的技术基础、产业需
求,本着“有所为,有所不为”的方针,确定制约行业发展的关键技
术、重大技术,选择新一代煤化工、化工新材料、精细化工等作为重
点实施领域,集中力量,重点攻关,以取得技术上的超前突破,带动
相关行业的跨越式发展,从而推进化学工业的整体发展。
  3. 坚持以企业为主体,形成技术创新体系
  促进科技与经济结合,实现经济增长方式的转变,关键是使企业
成为技术创新的主体。要通过政策引导、市场推动、效益牵引,逐步
确立企业的技术创新主体地位。在当前政府机构改革、政府职能转变、
行业主管部门撤消的新形势下,尤其要发挥行业协会、行业科技中介
服务机构的作用,搭建技术创新服务平台,进一步加强产学研联合,
发挥企业、科研院所、高等院校各自的优势,加快科技成果转化和科
技经济一体化的进程。
    4. 坚持与区域经济发展相结合
  化学工业的发展与资源状况密切相关,在地方和区域经济发展中
具有重要作用,很多有资源优势的省、市都把化学工业作为支柱产业。
化工产业技术的发展要注重技术创新与区域经济结合,与“西部大开
发”、“振兴东北老工业基地”战略结合,利用地方的资源、政策、资
金的支持,开发附加值高、技术含量高、市场急需的化工产品,促进
化学工业的均衡发展。
关键技术聚焦
  当前,要提高我国化工产业技术水平,对关键技术应有所突破,
如新型催化技术,分离技术(如膜分离技术,分子蒸馏技术,催化精
馏技术,超临界流体萃取技术等),生物化工,节能环保(如推广高效
燃烧技术,高效蒸发和喷雾干燥技术,热管技术,热泵技术等)和电
子信息技术等。

  1. 新催化技术
  催化技术始终是化学工业中的关键、共性技术之一。据统计,60%
以上的化学品、90%的化学合成工艺均与催化剂的使用有着密切关系,
具有优势的催化技术已成为当代石油和化学工业发展的强劲推动力。
我国在炼油、化肥、基本有机合成和聚烯烃等工业领域,经过技术攻
关、引进消化吸收和自主创新开发,已取得了一大批具有核心竞争力
的催化新技术。如我国成功地开发了含钛的高效载体催化剂,可用于
淤浆法生产低压高密度聚乙烯,特别是所开发的N型聚丙烯球型催化
剂,现已在10万t/a的大型生产装置上应用,达到了国际先进水平。
但是,随着我国化学工业的发展,催化技术将面临新的挑战,特别是
对于深加工过程,因受传统催化技术的制约,诸多生产工艺落后、生
产效率低、污染严重以及新化合物的合成与新产业的发展等系列问题
的解决,都必须依靠新催化技术来实现。近期开发和推广的重点是:
精细化工催化技术、碳一化工催化技术、高分子聚合物催化技术以及
生物催化技术、纳米催化技术、光催化技术、电催化技术、膜催化技
术、等离子催化技术、催化新材料的研制和应用技术等。
  2. 新分离技术
  分离是化工生产过程中又一重要关键技术,是获得高质量,高纯
度化工产品的重要手段。在新分离技术的开发、应用上,我国科技工
作者经过几十年的不懈努力取得了一大批创新成果,如超临界流体萃
取技术已在很多领域进行了工业应用;分子蒸馏技术已完成中试和工
业规模的生产应用,建成的分子蒸馏生产装置多达30多套;变压吸附
分离技术已在国内、外建设装置580多套,最大规模已达到10万
m3/h ;此外,在膜分离、超重力场分离技术等方面也取得了重大突破。
但总体上讲,我国分离技术水平还落后于国外10年左右,主要表现在
分离设备投资较国外高30%,分离能耗高20%~30%,分离效率低20%,
产品分离的纯度低1~2个等级。随着高新技术的发展和新兴产业的崛
起以及环境保护的需要,必须在改造传统分离方法、提高分离效率和
质量的同时,实现分离技术的自主创新。近期应重点发展膜分离技术、
分子蒸馏技术、催化精馏技术、超临界流体萃取技术、高效结晶技术
以及开发新型吸附分离技术、生物分离技术等。
  3. 生物化工技术
  现代生物技术是高科技领域中的重要组成部分,它将为解决世界
面临的能源、资源、粮食短缺及环境保护等问题开辟新途径。把化学
工程与生物技术结合起来形成的生物化工技术是生物技术的重要组成
部分,也将是化学工业新的发展方向。生物催化技术是生物化工技术
的核心,目前应用生物催化技术进行的有机反应种类很多,如水解反
应、加成反应、卤代和脱卤反应等。应用生物催化技术生产的有机化
工产品,主要有生物能源、生物材料、有机酸、氨基酸、功能食品添
加剂、生物肥料、生物药物及其他生物化工产品等。
    我国生物化工技术从20世纪80年代初开始起步,至今仅有20
年时间,但已取得了一批产业化成果:如柠檬酸,国内总产能已超过
20万t/a,最大装置能力为7万t/a,产品主要出口国外市场;赖氨
酸,国内已开发了食品级、医药级赖氨酸,形成了具有自己特色的赖氨
酸技术;生物法丙烯酰胺,已建成了单线2.5万t/a的生产装置,其
总体技术水平达到国际领先水平。但我国生物化工还处于起步阶段,
总体上与工业发达国家相比存在较大差距。当前发展生物化工技术应
重点发展生物催化技术和生物化工新品种。生物催化技术的重点是:
研究生物反应器、高效生物分离技术与设备,生物反应与分离偶联技
术,扩大生物催化剂的来源,扩大酶源(包括极端微生物、“未培养”
微生物,筛选特种微生物及其酶)等。重点开发的产品有:L-乳酸及
聚L-乳酸的工业化技术;L(+)-酒石酸工业化技术,高分子量聚天门
冬氨酸工业化技术,L-苹果酸的工业化技术,PHB可降解材料的中试
开发,生物柴油的研究开发, 1,3-丙二醇与新型聚酯纤维PTT的开
发,长链二元酸与新型工程塑料尼龙1212技术开发,聚丙烯酰胺的新
品种开发,生物拆分制取D-泛解酸内酯、D-泛酸钙及D-泛醇的工业化
技术开发,生物法β-胡萝卜素工业化技术,D-苯丙氨酸工业化技术,
L-色氨酸工业化技术,手性苏氨酸拆分制L-苏氨酸工业化技术等。
  4. 新型节能和环保技术
  化学工业发展迅速,在繁荣经济、提高人民生活水平的同时,也
给环境带来了污染,并造成资源的削减。近几年,我国在积极推进化
工环保事业方面做了大量的工作,也取得了可喜的成绩。例如,我国
在履行《蒙特利尔协定》,保护臭氧层,淘汰CFC方面工作进展顺利,
绝大部分生产CFC的企业已经按计划关闭,还有4家生产企业按“国
家化工计划”进程做出减量,预计可以提前淘汰;在ODS替代品开发
方面,专门成立了国家ODS替代品工程技术研究中心,该中心和相关
企业开发了不少新产品,有的已经投入了生产;在淘汰持久性有机污
染物(POPs)方面积极开展了相关工作等。由于技术、资金、管理等
方面因素,目前高能耗、高污染仍然是制约我国化学工业发展的“瓶
颈”。据统计,2002年全国化工废水排放量占全国工业废水排放量的
17.5%,居第一位;化工废气排放量和固体废物产生量在全国工业中分
居第四和第五位;化工危险废物产生量占全国工业行业总产量的60%
以上,居第一位。目前我国化工单位产值的能耗为美国、加拿大和墨
西哥的4.1倍。
  节约资源、保护环境,维护生态平衡是在经济发展同时必须考虑
的战略任务。实施节能技术和环保技术是提高我国化学工业整体竞争
力和可持续发展的重要措施。近期优先发展的清洁生产和环保技术有:
苯、苯酚、氯乙烯、合成氨、硫酸、农药和染料等生产量大、企业数
量多、分布面广且污染严重的大宗化工产品污染源的消减技术和废物
回收技术;有机原料、石油化工、农药、染料等化工行业排放的含芳
香烃、卤代烷烃、有机硫磷化物等难降解有机污染物废水的消减技术;
NH3-N废水源头消减技术;染料、钛白粉生产稀废硫酸的提浓技术;
铬渣、磷石膏渣新综合利用技术等。在节能方面重点开发和推广高效
燃烧技术、高效蒸发和喷雾干燥技术、蒸汽冷凝水回收技术、热管技
术、热泵技术等。
  5. 电子信息技术
  用现代电子技术、计算机技术、传感技术和自动控制技术改造化
学工业,是促进化学工业技术进步,提高行业整体竞争力的有效途径。
我国信息技术在化学工业中的应用还仅仅是开始,目前发展很不平衡,
大部分企业尚未建立起完善的企业管理信息系统,许多装置的工业技
术尚未达到优化。电子商务网络、分子设计技术、资源优化配置系统、
人工智能技术等都需要大力发展和提高。近期发展的重点是:①建立
和完善企业管理信息系统;②将化肥、石化和氯碱等生产过程的自动
化科技成果进行工程化、模块化、标准化,并加以推广应用,提高行
业的自动化水平;③开发、完善、提高各种优化技术在企业管理、生
产调度、生产运行、工艺改造、过程控制和安全保护等方面的应用。
具体内容有:计算机控制、故障诊断、仿真技术;计算机分子设计技
术;计算机人工智能技术;发展化工行业的电子商务,开展国内外电
子商务网络活动等。
重点领域解析
  在重点突破关键技术的同时,重点培养的领域包括:新材料、新
型煤化工、精细化工和农用化学品等,这些领域代表着新时期我国化
工发展的方向,未来化工行业新的利润增长点。

  1. 化工新材料
  化工新材料是新材料的重要组成部分,具有优异性能或特殊功能,
对国民经济特别是高技术领域及尖端技术有重要作用。主要包括新的
功能聚合物(高性能工程塑料、工程塑料合金、特种合成橡胶、高性
能纤维及功能高分子材料)、复合材料、高性能化的通用塑料新品种、
可降解塑料、超微细粉体、高性能无机材料、精密陶瓷、液晶、纳米
材料等。当前我国化工新材料工业落后,与国外差距大,主要表现在
生产技术落后、规模小、成本高;产品质量波动,高品质、高性能的
品种少,满足不了国民经济发展的需要,许多国外已大规模生产的品
种,国内尚不能工业化,每年都有大量的化工新材料进口。因此大力
加强化工新材料的发展是当前化学工业技术创新、科技开发及产业化
的一项重要任务。
  近期重点发展的技术和品种有:聚甲醛产业化技术开发;聚碳级
双酚A的产业化技术;聚苯硫醚新工艺技术;尼龙11工业化生产技术;
新型聚酯材料-PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯),PCT(聚对苯二甲酸1,
4-环己烷二甲酯);聚酰亚胺、聚砜材料工业化技术;PC/ABS合金、
PA66/改性聚烯烃弹性体合金、POM/聚氨酯弹性体合金、PC/PBT/聚氨
酯弹性体合金、PPO/PS合金、PPS/PTFE合金等塑料新品种的开发;高
吸水性树脂的产业化技术及其应用技术;新型医用高分子材料,高性
能分离膜及膜组器;海水淡化工程示范装置;高性能大孔吸附树脂及
其在化工环保领域的应用。无机材料的重点是:微电子、信息、能源
产业配套新型无机材料,如钴酸锂、六氟磷酸锂、碳化硼、碳化锆、
氮化硼、氧化锆、超微细沉淀硫酸钡、锰酸锂等;无机粉体技术及无
机材料的表面处理技术等。
  2. 新一代煤化工
  我国煤炭资源丰富,石油、天然气资源相对匮乏。据统计,我国
可开采煤炭储量为7650亿t,石油可采储量约为50亿t,天然气预测
资源量约为38万亿m3,但现探明可采储量为2万亿m3。因此,在今
后相当长的时间内,我国作为世界上最大的煤炭生产国和消费国的地
位不会改变,煤炭在我国一次能源中的主导地位不会改变。近年我国
油品进口增长迅速,2003年我国原油进口已经突破9000万t,2004
年估计将达1亿t。根据我国的资源特点,为了保证能源安全,实现
经济的可持续发展,充分利用我国丰富的煤炭资源和品种齐全的煤种,
加快开发现代煤转化技术,对发挥资源优势、补充国内石油供需缺口
具有现实和长远的意义。当前,在大力发展石油化工的同时,应积极
推进新一代煤化工的发展。
  发展新一代煤化工技术,要以实现产业化为目标,利用已有的技
术基础,集中精力突破煤气化、净化、催化合成等关键共性技术,通
过技术集成和工程放大,建设一批具有自主知识产权的高新技术产业
化示范工程,形成具有中国特色的以煤为原料,以现代洁净煤技术为
支撑的甲醇体系能源化工新兴产业。近期重点实施的项目和技术有:
以高硫煤和焦炉气为原料的60万t/a甲醇产业化技术,10万t/a合
成气合成二甲醚生产技术,20万t/a甲醇低压羰基合成醋酸生产技术,
醇醚燃料生产技术,一氧化碳偶联制草酸生产技术等;近期应加强研
究的技术有:甲醇制烯烃(MTO)、合成气制烯烃(STO)、二甲醚制烯
烃(DTO)生产技术,醋酐及乙酰化学品生产技术等。
  3. 精细化工
    精细化工产品种类多、附加值高、用途广泛,现已渗透到国民经
济的诸多行业,精细化工已经成为当今世界各国发展化学工业的战略
重点,也是国家综合技术水平的重要标志之一。我国精细化工起步于
20世纪60年代,80年代后由于政府的高度重视而发展迅速,目前已
经形成了医药、农药、涂料、染料、化学试剂、表面活性剂等30几个
独立的门类,精细化率为40%左右。但是,与工业发达国家相比差距
较大,总体上要比发达国家落后15~20 年。当前及今后一段时期,
应强化自主创新,以突破核心催化技术、现代反应工程技术和精细加
工技术(如超真空技术、定向合成技术、表面处理和改性技术、插层
化学技术、粉体工程技术、造粒技术、超细合成技术、超纯物质的加
工与纯化技术等),开发环境友好工艺,以不断实现精细化工产品的功
能化、高性能化、专用化和高附加值化为目标,满足相关行业的需求。
重点发展的品种有:功能涂料,高性能环保型阻燃剂、电子化学品,
高性能助剂,高性能水处理化学品、造纸化学品、油田化学品、功能
型食品添加剂、表面活性剂等。
  4. 农用化学品
    为提高我国农业生产技术水平,提高人民生活水平,改变食品结
构,实现中国的粮仓建造在自己国土上的目的,必须发展农用化学品。
与农业增产和现代化有关的农用化学品很多,但最重要的是农药和化
肥。
    农药是农业稳产增产、提高农产品品质和劳动生产率的关键措施,
目前我国农药存在的主要问题是:产品结构老化,新农药创制工作薄
弱,产量大,产值低。面对新世纪的发展和国际农药市场的激烈竞争,
必须大力开发高效、低残留、无公害农药新品种。“九五”期间,国家
斥巨资用于农药创制、条件建设和研究开发工作,农药创制工作取得
了可喜进展。但由于创制农药周期长、投入大、风险高,“十五”及今
后一段时间应继续予以引导和支持,实现创制工作的突破,加快农药
新品种产业化的步伐。重点开发的品种有:直播田、抛秧田用除草剂
及玉米、大豆、油菜等旱田用除草剂;以取代高毒有机磷为目的的新
型杀虫剂,以及新型杀菌剂;吡啶系列,氯氟化吡啶系列等农药中间
体;以降低溶剂使用量为目标的新型剂型及专用助剂。
    世界农业发展的实践证明,充分合理地使用化学肥料,是促进农
业发展行之有效的途径。目前,我国化肥行业的品种较为齐全,氮肥、
磷肥、钾肥均有较大发展,化肥对农业增产所起的作用约占40%。但
化肥工业仍存在许多亟待解决的问题,如产品结构和产业结构尚不能
适应农业发展,高质量化肥进口量仍不断增长,生产技术亟待更新,
肥效利用率较低等。今后一段时期应重点开发系列高浓度复混肥、专
用肥生产技术,适应产品结构调整的需要,并通过工艺革新进一步降
低能耗和生产成本。同时开发新一代脱硫、脱氯、脱氧、脱砷、脱微
量水的净化剂,低水碳比无铬高变催化剂及其他新型化肥催化剂;开
发天然气转化新技术,大氮肥增产节能改造技术,优质氯化钾、硫酸
钾、硝酸钾工业化技术,低品位磷矿石综合利用工业化技术和提高化
肥利用率技术等。
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