经过改革开放四十年的发展,我国已成为全球为数不多的石化大国。要实现由大国向强国跨越的目标,高质量发展是必然选择。当前形势下,石化重点行业如何有的放矢、脚踏实地地走好高质量发展之路?8月16日,由中国化工信息中心、河南省科学技术协会、濮阳市人民政府合作举办的“2018中国(濮阳)石化产业融合发展大会”在濮阳市隆重召开。大会重点研讨了当前形势下,炼化烯烃等重要石化产业链延伸和精细化发展的方向。与会专家分享了当前推动石化企业及园区安全、绿色和智能化发展的相关技术和示范经验,为石化行业高质量发展带来更多启发。
当前,我国石油和化工产业格局正在不断整合和优化。产业发展正在从生存型阶段向生态型阶段迈进。产业融合能够优化配置上下游资源,实现1+1>2的效益,其对石化行业实现结构性调整的必要性不言而喻。中国化工信息中心主任税敏在致辞中指出,如何从上游贯穿、延伸价值链,加快科技创新,实现石油化工行业中不同产业链的渗透和交叉,是产业融合发展中需要认清的新形势和新问题。
把握发展大势,谋产业全局
能源是人类社会发展的永恒话题,解决能源危机是现今全世界关注的问题。国家能源局原局长徐锭明指出,未来10年将是世界经济新旧动能转换的关键10年。到2050年,世界一半的电力将来自风能和太阳能,煤炭发电量仅占全球发电量的11%,低于现在的38%。届时,中国的可再生电力占比将达62%,可再生能源越来越多地蚕食现有的煤、天然气和核能市场。
就石油工业而言,要有充分的准备走向后石油时代。在后石油时代,我们一方面,要从各领域入手应对高油价和特高油价;另一方面,要大力鼓励支持新能源和可再生能源的发展,大力鼓励和支持石油替代产品的发展。
就天然气产业而言,天然气的使用有利于遏止碳燃烧时对环境的污染,以满足人类对绿色文明的需求。天然气作为继煤、石油、生物质之后第四代能源的最佳候选者,将起到向新能源迈进的不可替代的桥梁作用。到21世纪中叶,我国天然气年产气量可达到2000亿立方米左右,中国天然气的发展任重而道远。
徐锭明进一步指出,未来几年,我国能源行业发展的风向标在于积极构建智慧能源系统,加快推进能源全领域、全环节智慧化发展,适应分布式能源发展、用户多元化需求,建设“源—网—荷—储”协调发展、集成互补的能源互联网。面对能源的长久发展,徐锭明认为应当做到以下五点:全面推动能源革命,主动摆脱煤炭依赖,自觉跨越油气时代,热烈拥抱零碳未来,深度实现两化融合。
中国石油和化学工业联合会副会长傅向升指出,上半年,石化全行业主营收入增势良好,质量效益持续改善,全行业实现 6.43万亿元主营收入,同比增长13.2%;利润总额增幅为4861.0亿元,同比增长46.6%;主营收入利润率达到7.56%,达7年来最高,同比提高1.72%。关于下半年高质量发展的任务,傅向升认为,集群化发展是高质量发展的时代要求,要按照《石化产业规划布局方案》的要求进行规划建设,支持特大型企业集团打造具有全球竞争力的世界航母级企业,支持创新能力强的企业打造具有国际竞争力的专业化公司,以现有大型石化基地和园区为支撑,推进大型石化基地和园区的集群化发展。
在当前的政治、经济形势下,石化行业在取得辉煌成绩的同时,也面临着一系列难题。石油和化学工业规划院院长顾宗勤指出了我国石油和化工行业今后面临的一系列挑战:能源价格波动,尤其是原油价格波动带来的不确定性增加;资源短缺及要素成本提高;传统产业的产能过剩与产品结构性短缺并存;创新能力亟待提升;节能、环保、安全与社会稳定性风险加大;来自美国低成本页岩气的威胁日益增加等。
聚烯烃:原料多样化、产品差异化显著
聚烯烃作为石化行业非常重要的原材料,其发展趋势对于整个石化行业的发展有重要的影响。中国石化经济技术研究院副总经济师曲岩松指出,2017年,国内乙烯产能2320万吨,当量消费4320万吨,国内乙烯自给率为53%左右(基于产量),自给率待提升。从原料角度看,2017年,国内煤/甲醇制烯烃乙烯产能份额已达23%左右,极大地改变了国内乙烯产业格局。但由于国内各省市目前均在压减煤化工项目,预计项目建设将有所放缓,2025年,预计国内煤制烯烃项目产能份额维持在20%左右。此外,随着国内炼化企业轻烃利用的推进,以及国内乙烷裂解制烯烃项目纷纷上马,未来国内轻烃占裂解原料的份额将显著上升。丙烯市场也将成为炼油裂解、丙烷脱氢制丙烯(PDH)和甲醇制烯烃等各种工艺激烈竞争的领域。其中,PDH装置将成为原油路线丙烯和甲醇(煤炭)路线丙烯的有力补充。
中国石化北京化工研究院新产品开发所所长宋文波指出,2018年预计中国新增聚烯烃产能276万吨,其中聚乙烯(PE)145万吨,聚丙烯(PP)131万吨。预计2018年,国内聚烯烃表观消费量5810万吨,同比增长8.1%;国内产量4080万吨,同比增长8.0%;进口量1790万吨,同比增长8.2%。当前我国聚烯烃原料来源多元化,小众产品技术有待突破。国内聚烯烃产品差异化和高性能化表现显著,典型的实例有:车用聚丙烯树脂、透明抗冲聚丙烯、软质聚丙烯、高熔体强度聚丙烯、丙丁二元无规共聚、双向拉伸及流延聚乙烯、高熔注塑LLDPE、PE100-RC。对于聚烯烃技术的未来发展,宋文波认为,极性聚烯烃和混合烯烃聚合及微球聚合物都是值得关注的。
我国自主研发的煤(甲醇)制烯烃技术开拓出了新的烯烃合成路线,对石油替代工作、国家能源安全做出了巨大贡献。具有自主知识产权的DMTO技术荣获2014年度国家技术发明一等奖。中科院大连化物所研究员马行美指出,煤(甲醇)制烯烃战略新兴产业链已经形成,项目目前已投产运行12套装置,烯烃产能658万吨,每年销售收入约600亿元。尽管如此,该种技术目前仍存在一些问题待改进:甲醇单耗仍需进一步减少;反应器也需要进一步优化,使其更加高效。
我国一直大力扩大聚丙烯生产,而聚乙烯一直发展滞后。乙烯齐聚制备α-烯烃技术只掌握在欧美石化企业手中。中科院化学研究所研究员孙文华指出,乙烯下游产业的升级跨越离不开催化剂的开发和应用:制备长链α-烯烃的铁系催化剂与制备枝化聚乙烯的镍系催化剂。我国目前已成功实现500吨铁催化乙烯齐聚中试,这是铁催化剂首次用于石化产业。未来,聚烯烃催化剂发展的重要方向是开发生物基化工催化剂,发展高附加值精细化工,其中,后过渡金属催化剂具有易制备、好储存、高活性的特点,发展前景广阔。
环保型化工新材料、新技术涌现
石化行业具有空气污染、水污染、土壤污染三大风险,其排放的废水、废气、废渣数量在工业部门中位居前列。生态环境部环境规划院环境政策部副主任董战峰指出,石化行业绿色发展面临严峻挑战。目前,化工行业环保工作存在七大短板:环保形势认识不清、缺失绿色发展战略、难以应对快速变化环保政策形势、装备技术绿色创新水平不足、资源环境绩效水平不高、行业环境成本不高、环境管理现代化水平不够。石化行业处于转型的关键期,是国家高质量发展转型期影响最大的行业。各地通过退城入园、企业搬迁、调控项目投资、备案、总量指标、落实环保政策等系统推进改革是总体趋势。散乱污、生态环境影响大、群众意见大、不能稳定达标的企业是近期政策调控的重点。此外,一些地方政策执行存在“一刀切”、“矫枉过正”的现象,需要提供诉求通道,加强指导和监管。
在环保风暴愈演愈烈的形势下,开发环保型的新材料和新技术无疑对化工行业的长远发展意义重大。
——环境友好型涂料
作为VOCs排放的大户,涂料行业的绿色发展始终是行业人士关注的一大焦点。近年发布的《重点行业挥发性有机物削减行动计划》要求到2018年低(无)VOCs涂料产品比例要达到60%,重点推广水性涂料、无溶剂涂料、UV涂料等绿色涂料产品。对此,海洋化工研究院有限公司王晓指出,工业涂料中绝大部分为溶剂型涂料,其中通常含有40%~60%的有机溶剂。水性涂料VOCs含量通常仅为溶剂型涂料的10%~20%,可大大降低VOCs排放。水性涂料可用于飞机内舱、船舶、集装箱、金属构件工业品、桥梁、码头、隧道等设施。目前国内水性漆树脂品种相对少,应用范围较小,质量与溶剂型涂料有一定差距。
中国化工信息中心咨询事业部项目总监张松臣在报告中指出,2017年我国环境友好型涂料(水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料、光固化涂料)的产量达到1000万吨,其中水性涂料是主力品种,占比达75%。我国涂料环境友好型比例达49%,与欧美国家80%的比例还有较大差距。环境友好型涂料发展的主要障碍有:水性工业涂料价格高、性能不达标、水污染严重,涂料设备转换成本高以及因涂料特性和施工条件导致应用领域受限。
——脂肪族聚碳酸酯
诸如PP、PE、PET、PA等石油基塑料很少具有降解性,造成大量的废弃物残留在环境或耕地中,引起白色污染,严重污染全球生态环境,对人类自身的生存发展造成巨大的影响。白色污染的根本解决方法是开发和使用可降解高分子材料替代传统塑料。聚碳酸酯近年来被广泛应用于电子电器、家电、建筑建材、汽车制造和医疗器械等领域,成为增长速度最快的通用工程塑料。中科院成都有机化学所王公应表示,传统双酚A型聚碳酸酯存在雌激素效应和慢性毒效应,已经被多国禁止作为食品包装材料。与之相比,脂肪族聚碳酸酯是一类重要的可生物降解高分子材料,具有优异的可降解性、生物相容性和低毒性,可以作为农膜和包装材料使用,从根本上解决白色污染问题,值得进一步推广使用。
——废水近零排放方案
化工行业是高耗水行业,每年全国化工废水的排放量巨大,废水零排放目标势在必行。青岛科技大学教授殷树梅指出,部分化工废水中除了含有大量的酚、氰、氨氮外,还有少量的吲哚、苯并芘、萘、茚等,这些微量有机物中有的已被确认为致癌物质,且不易被生物降解,这种高浓度有毒废水正是化工厂污水处理的重点。目前几种近零排放方案有:陕西华电蒲城发电有限责任公司的近零排污方案,陕西延长中煤榆林能源化工有限公司的近零排污方案以及废水回用循环水系统近零排污技术。其中,废水回用循环水系统近零排污技术具有如下优点:设备投资或改造费用较低;应用领域广泛;技术处理方式简单,保证循环水系统稳定运行;实现废水的再利用,提高水资源的利用率。故而该技术可为企业带来显著经济效益。
智能工厂助企业降本增效
我国当前的工业面临环保标准严格、安全生产形势严峻、人工成本高、能耗物耗高等挑战,“两化”深度融合是解决工业生产困境的主要途径和抓手,而智能工厂建设是“两化”深度融合的重要着力点。
北京世纪隆博科技有限责任公司副总经理陈平指出,石化化工智能工厂将互联网、大数据、云计算、人工智能与石化化工生产过程深度融合,构建自学习、自适应、自组织、自优化的工业体系,由少数知识工作者管理,达到“安、稳、长、满、优”。石化化工智能工厂的智能化体现在经营管理层、生产运营层、过程控制层3个层面。建设石化化工智能工厂,顶层设计至关重要,建设智能工厂要因地制宜。通常采取“并行推进、融合发展”的技术路线,即补课2.0、普及3.0、试点示范4.0。
智能工厂的关键在于智能化,而智能化的核心在于大数据处理。对此,石化盈科信息技术有限公司高级项目总监蔡春久指出,目前,企业数据的现状是不真实、不准确、不透明、不共享。具体来讲,缺乏统一的数据标准和规范,缺乏统一数据管控手段,缺乏统一数据管理系统,数据流向不清晰,数据多源异构、分散存储,存储空间释放“ 简单粗暴”,计算资源限制、利用率不高。基于大数据架构下的智能工厂在生产操作协同联动、计划调度协同、日效益优化、三维数字化工厂、设备健康及可靠性管理方面都有良好的实践。通过智能工厂建设,可实现数据自采率95%以上,重点环境排放点监测100%,劳动生产率提高10%以上,有效促进了转型升级、提质增效。