为贯彻落实党中央关于“加强顶层设计和坚持问计于民统一起来”指示精神，科学编制好石油和化工行业“十四五”发展规划，谋篇新格局、布局新出发、探索新路子、培育新动能、增强新供给，中国石油和化学工业联合会专题调研组近日对业内有代表性的六家科研院所进行了科技研发与成果转化情况调研。其中，调研组对清华大学、南京工业大学、华东理工大学、中国科学院过程工程研究所开展了实地调研，对浙江大学和中国科学院大连化学物理研究所开展了书面调研。这六所高校和院所在国内石化行业的科研创新领域具有领先优势，近年来结合各自学科优势和技术积累，承担了一系列的国家重大科技攻关任务，创新研发和科技成果转化均成绩斐然。在系统深入调研的基础上，调研组撰写了调研报告，以期为石化行业在“十四五”时期扩大高端技术“新供给”、推进行业创新驱动发展提供一些参考和思路。
成绩：科技创新和成果转化取得双丰收
“十三五”以来，在创新驱动发展战略的指引下，石化行业自主创新能力大幅攀升，重大创新成果大量涌现，为全行业的转型升级、扎实推进供给侧结构性改革、提升创新能力和水平等提供了有力支撑，具体表现为：
一是突破了非常规油气专用钻井液新技术及工业化应用、凹陷区砾岩油藏勘探理论技术体系、渤海湾盆地深层大型整装凝析气田勘探理论技术与重大发现等一批先进勘探开发技术，为我国油气稳产和保供提供了保障。
二是攻克了一批具有自主知识产权的先进煤气化、煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制乙醇技术，保持了我国现代煤化工国际领先的地位。
三是开发了茂金属聚乙烯专用树脂、脂肪/环族异氰酸酯全产业链制造技术、新一代高性能国产氯碱离子膜、耐高温半芳香尼龙PA10T系列产品等一批化工新材料和高端专用化学品“补短板”和“制高点”技术，引领产业向中高端迈进。
四是推广了微通道湿法磷酸净化技术、微界面反应新技术、碳四烷基化技术、副产盐酸催化氧化制氯气技术等一批先进过程强化和资源化利用技术，极大地提高了行业绿色发展水平。
五是研制了万米超深井钻机、深水大型物探船/工程地质勘探船及其配套技术装备、绿色高效百万吨级乙烯成套技术等一批重大技术装备，实现了行业重点领域关键装备自主可控。
从此次实际调研的情况来看，在能源清洁化利用方面，中科院大连化物所开发的汽油选择性加氢脱硫技术适用于全馏分FCC汽油或重组分汽油的超深度脱硫处理，能够生产满足国Ⅴ汽油硫含量指标要求的清洁汽油，具有脱硫深度高、脱硫选择性好、辛烷值损失低、操作条件缓和等优点，尤其对于硫含量为400ppm~1000ppm的全馏分FCC汽油或重组分汽油的超深度脱硫过程具有极大的优势。目前该技术已在山东德州完成工业化实验项目验收，具有潜在的市场应用价值和广阔的市场前景。中科院大连化物所还开发了甲醇制烯烃技术和烃类清洁高效转化技术，并实现工业化应用。其中，甲醇制烯烃技术共签订26套，已投产14套;新一代催化干气制乙苯技术用于10套装置，形成60万吨/年规模。清华大学开发了多相流反应工程技术，在甲醇制丙烯/芳烃、甲醇制DMMn技术、天然气制乙炔等核心技术方向取得重大突破。
在过程强化技术方面，清华大学基于微化工技术开发了本质安全的硝化和重氮化微化工生产技术，解决了硝化和重氮化等高危工艺过程中潜在的安全问题，为实现危化工艺的本质安全提供了新方案。此外，清华大学还开发了有机固体废弃物的热化学转化与资源化利用技术，能够将农林生物质废弃物、低脂藻类、市政或工业污泥等有机固体废弃物通过热裂解或水热液化等热化学转化技术安全转化为生物油、生物炭等有价值的资源，实现了大宗有机固废的减量化、无害化、资源化和能源化，具有很好的环境效益和经济效益。
在绿色工艺方面，中科院过程工程研究所针对丙二醇单甲醚现有生产技术存在的无机强碱性催化剂腐蚀设备且金属杂质带入产品，生产工艺能耗高、安全性差等问题，开发了环境友好的离子液体非金属催化剂，从源头上减少金属杂质的引入，并开发了双效反应精馏绿色节能工艺，与环氧龙头企业辽阳奥克化学公司合作，建立了百吨级的中试示范装置，形成了离子液体催化丙二醇单甲醚绿色节能新工艺。
浙江大学开发突破了聚烯烃装置排放气难回收、难脱除、难调控等技术难题，利用排放气余压膨胀制冷获得-120℃的低温，建立了多工况、多源尾气和多装置间能量的集成方法，形成了余压膨胀深冷法绿色高效回收聚烯烃排放气新技术，有效避免聚合反应器爆聚事故，提高了绿色生产和本质安全水平。
南京工业大学开发的制浆废水零排放处理技术，以多膜集成为核心，按化工产品生产方法“吃干榨净”制浆尾水，将生化尾水制备成净化水，实现了资源化利用，累计减排废水1.5亿吨。该项目为各类园区、企业的高质量发展提供了水资源综合利用的有力武器，具有较好的市场推广应用前景。
科技创新出来成果能不能很好地转化为生产力，同样决定着创新的成败与成效。在此次调研中，中科院过程工程研究所、华东理工大学、南京工业大学等科研院所还分享了在科技成果转化方面的典型做法，并交流了宝贵经验。
一是创新科技管理体制机制，营造浓厚创新氛围。各科研院所通过营造善于创新、勇于创业、乐于创优的氛围，激发了广大师生员工开展科技创新、科技成果转化、创新创业的积极性，形成了良好的科技成果转移转化政策环境。浙江大学印发了《关于实施创新驱动促进成果转化的若干意见》，明确科技成果作价投资的，对其中净收益的70%用于对成果完成人的奖励和报酬。专门成立技术转移工作协调小组，优化区域技术转移分支机构布局，目前学校在全国设立工研院地方平台9个、科技园区5个、技术转移分中心98家。
二是搭建产学研协同创新平台，推动科技成果转化。各科研院所积极与企业合作，深化产学研融合发展，开展行业关键共性技术攻关，努力推进科技成果转化。在调研中，华东理工大学校长曲景平介绍，该校始终立足学校的办学特色和学科优势，面向科学前沿、面向国家重大需求和国民经济主战场，打造协同创新的全链条架构，构筑开放共享的跨学科平台，建立了面向产业需求的成果转化体系。以煤气化等成果构建“能源化工学科链”，通过煤基能源化工协同创新，实现化石能源清洁高效利用。基于领先的生物反应器技术，形成“上中下游一条龙，工艺装备一体化”，实现生物制造全链条创新。
三是以项目为牵引，探索成果转化新模式。以促进科技成果转化为目标导向，以龙头项目为牵引，加速项目落地，提升科技成果产出效率和效益。中科院大连化物所经过多年的探索，已与包括延长石油、中国石油、中海油、天津渤化、新疆天业等大型骨干企业建立起全面的战略合作，为该所重大科技成果产业应用示范提供了保障和条件支撑，探索出以“延长合作模式”为代表的成果转化典型经验。中科院大连化物所还与延长石油于2010年签订全方位战略合作协议，合作内容从单纯的技术合作，延伸到平台建设、人才培养等多个维度。在双方合作的带动下，延长石油积极参与中科院“变革性洁净能源关键技术与示范”战略性先导科技专项、弘光专项等重大项目建设，共同打造我国先进的能源技术先行区、示范区。
四是强化科技成果转化专业人才团队建设。科研机构科技成果转化的专业人才稀缺是制约科技成果转化的瓶颈之一。在调研中，南京工业大学校长乔旭介绍，该校采取“内培外引，专兼结合”的人才建设战略，着力建设一支有特色、专业化的技术转移人才队伍。截至目前，该校已经集聚从事成果转化和技术转移工作的专兼职人员共100余人。
问题：自主创新对高质量发展的支撑能力不足
尽管石油和化工行业的科技创新持续取得进步，但与当前建设世界石化强国、加快推进高质量发展的要求相比，当前行业的科技创新工作还存在一些不足，尤其体现在高端技术的自主创新方面，尚未形成创新驱动发展所要求的生动活泼局面。
一是行业尤其是企业技术创新能力整体不强。行业的整体竞争力很大程度反映的是行业创新能力，当前我国是名副其实的石化大国，但还不是强国，体现在创新能力方面我国与欧美日等发达国家相比还存在不小的差距。跨国石化企业普遍拥有完备的技术创新体系、高效的技术创新机制、高水平的技术创新人才队伍，以高额的资金投入确保技术的持续领先地位。与跨国公司相比，我国石油和化工企业存在着内部创新体系不完善、激励机制不到位、创新机制不灵活、人员配备不合理、创新人才尤其领军人才缺乏、科研投入强度不足等问题，表现出拥有的核心技术少、产品自主品牌少、企业整体竞争力不强。
二是协同创新机制及科研成果工程转化能力亟待提升。石油和化工技术的发展具有渐进性、螺旋上升的特点，一项新科研成果的产业化一般要经过实验室研发、中试和工业性示范等几个阶段，大多数共性技术由于在科研投入、人力资源和研发设施等方面存在不足，尤其缺乏工程技术的支持，导致科研成果的工业化转化难。此外，一项科研成果要顺利实现产业化，还需要产学研的通力合作、协同创新。
我国石油和化学工业在产学研合作方面，由于没有解决好知识产权共享、利益分配以及长效合作机制等问题，导致合作不紧密、合作效率不高，特别是在缺乏工程技术支持的情况下，成果转化率低、成套性差，即使转化了也缺乏竞争力。伴随着“谈化色变”的现象出现，给实验性的化工试验带来了毁灭性的灾难，导致很多中试试验无法开展，给成果的工程转化带来了巨大的负面影响。
三是服务终端市场的产品创新、创制能力亟待加强。我国石油和化学工业新产品开发能力不强，不能满足终端市场的现实需求。美国某公司负责人曾经这样评价中国石油和化学工业：“我们认为，中国的石油和化学工业基本上就是一个基础原材料工业，你们离终端市场太远。其实终端市场技术水平不低，经济效益不差。”中国石油和化学工业的发展，应该大胆拥抱终端市场。亨斯迈公司是全球最大的化工公司之一，是一个全球化高端化学品制造企业，现共有五大业务板块：聚氨酯、专用化学品、先进材料、纺织印染和色素与添加剂；每个业务板块都有几十种、甚至上万种产品。相比之下，我国最大的化工企业经常销售的产品也只有1000多种，且大多是基础原材料，距离与民众衣食住行紧密相关的终端材料还有很远。
四是创新人才尤其是领军人才的培养任重道远。全行业尤其是企业人才供需矛盾、结构性矛盾突出，尤其是在各领域开创性的领军人才缺乏。人才的来源无非是两条途径：一条是从外面招揽引进，见效快但治标不治本，而且从行业整体来讲也不具有可持续性；另一条是下功夫从企业内部培养，这才是一条真正靠得住、标本兼治的现实途径。从广义上看，企业的员工人人都是创新者，关键要看如何培养他们的创新能力、挖掘他们的创新潜力。
“十四五”是我们由石化大国向石化强国跨越的关键时期，需要我们瞄准世界产业科技前沿，提高自主创新能力，激发创新活力，提升产业的国际竞争力和话语权。
方向：努力扩大行业高端技术“新供给”
“十四五”时期，石化行业需要以问题导向、目标导向、结果导向为牵引，紧紧抓住“双循环”新格局的战略方向，围绕“产业链”部署“创新链”、围绕“创新链”布局“产业链”，着力“补链延链强链”，通过“推广一批、示范一批、攻关一批、前瞻一批”，提高行业高端技术供给能力，确保产业链、供应链稳定安全，推动行业高质量发展。
一是推广一批先进适用的技术，以支撑石化行业转型升级和降本增效。如积极推广满足国Ⅴ/Ⅵ升级的FCC汽油关键组分定向分离技术、百万吨乙烯裂解烟气减排控制技术开发及应用、增塑剂等精细化学品酯化生产过程效能提升技术、制浆废水零排放处理技术、精间苯二甲酸(PIA)生产技术、有机固体废弃物的热化学转化与资源化利用技术、土壤分层气相抽提和化学氧化强化修复技术、面向湿法磷酸氟硅副产物资源化的微化工技术、盐湖资源开采与综合利用技术、余压膨胀深冷法绿色高效回收聚烯烃排放气新技术等。此次调研的几大科研院所就在这些方面做了很多的部署和探索。
华东理工大学与山东能源集团等单位合作开发的多喷嘴水煤浆气化技术，经过多年的优化发展和工业化应用，技术成熟、运行稳定，在全国推广应用近200套大型煤气化炉，产能世界第一，与GE、Shell并列世界三大主流煤气化技术专利商之一。
中科院过程工程研究所与湖北兴发化工集团合作开发出以芯片用超高纯电子级磷酸及高选择性蚀刻液生产关键技术，生产出As、Sb、Fe、Cr、Ni等金属离子含量均不超过10ppb的超高纯电子级磷酸, 能满足14纳米制程芯片清洗蚀刻要求，实现了我国磷化工产业由工业级、食品级向超高纯电子级的重大跨越，满足了国产芯片制备，促进了华为等企业突破美国技术与产品的封锁。
清华大学和贵州瓮福集团合作开发了微通道湿法磷酸净化技术，突破了化工装置大型化的传统模式，在国际上引领了微化工技术在磷化工产业的应用，解决了产品高值化和副产资源化两大难题，为磷化工产业绿色可持续发展提供了典型示范。
南京工业大学开发了百种不同规格的紧凑换热器产品，并成功在杭氧、沙钢、阿特拉斯科普柯等企业应用；开发的冷凝式余热回收装置解决了流程工业苛刻条件下(高温、高腐蚀、高含尘)余热回收存在的技术难题，已在扬子石化、金陵石化、潞安煤制油等项目中应用。
二是积极开展工程示范，充分发挥示范项目的科技先导和示范带动作用。如积极开展微流场反应技术及工程化、甲苯甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃移动床(DMTPX)技术、汽油选择性加氢脱硫技术、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的新合成方法、离子液体催化丙二醇单甲醚绿色节能新工艺、双氧水法清洁制备环氧氯丙烷催化新技术、非光气特种异氰酸酯XDI绿色技术、本质安全的硝化和重氮化微化工生产技术、可控生物降解地膜开发及产业化技术、活性乳液聚合技术与多嵌段共聚合物新材料技术、化工高浓污水催化降解与资源化集成工艺等的工业化示范等。
中科院大连化物所开发了N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的新合成方法，采用高效、稳定的多相催化体系，实现了催化转化二甲胺与CO一步法制备DMF的新过程，DMF选择性大于99%。该方法同样适用于伯胺、仲胺以及二胺等多类种胺的高效转化，高收率获得相应的甲酰胺类化合物。另外，该方法可拓展至来源更为广泛的原料：甲醇与氨气反应后的混合气体(主要组成为甲胺、二甲胺与三甲胺)，直接通过羰基化与转酰胺化反应实现DMF的高效合成。DMF合成的新方法不仅解决了过去传统工艺路线中的产品纯度低、能耗高的问题，而且在经济成本上有所降低，整条工艺路线简单、投资少，生产的产品纯度高，具有很强的经济价值与工业应用前景。
南京工业大学突破了气凝胶网络结构调控和高温结构稳定性关键科学难题，在国际上率先实现了380℃疏水气凝胶和1700℃高温高强气凝胶材料的制备和应用。成果通过专利许可和技术合作等方式在国内多家企业成功实现产业化和工程应用，产品广泛应用于高温窑炉、高温热力管道、国防领域等，极大地推动了国内气凝胶材料产业从小到大、从大到强，有力地支撑了国内高端绝热材料产业发展。
中科院过程工程研究所针对煤气化废水污染物种类多、毒性强造成的废水处理流程长、工艺复杂等难题，开发煤气化废水直接汽化二次蒸汽处理技术，将废水直接汽化制成二次蒸汽，代替新蒸汽作为煤气化过程的气化剂，不仅可极大减少新蒸汽的用量;且可从源头上大幅降低煤气化废水的水量，废水削减幅度达到40%~60%，完成年处理量万吨级规模的工业示范，极大降低废水的处理规模，进而减少废水处理系统的工程投资。
三是面向行业需求，集中精力突破一批关键、共性技术，着力解决产业发展中的技术瓶颈制约。如开展原油直接催化裂解多产化学品技术、化石资源纳米催化转化及绿色技术、轻芳与甲醇(烯烃)高效择形烷基化催化剂及技术、芳纶单体的精准合成和深度纯化技术、特种异氰酸酯清洁工艺成套技术与装备、高黏度润滑油基础油聚α-烯烃(PAO)合成技术、煤气化废水短程循环利用新技术、丁二烯制己二腈新技术、储能材料与工程技术等科技攻关。
比如，中科院大连化物所针对我国对关键聚合单体高端化学品多烷基芳烃的迫切需求，拟开展轻芳与甲醇(烯烃)高效择形烷基化催化剂及技术，带动和突破轻芳与甲醇及下游产品生产多烷基芳烃择形烷基化关键共性“卡脖子”技术难题，实现万吨级以上规模工业示范，为化石资源清洁高效利用和关键紧缺化学品的生产提供关键科技支撑。此外，针对国内还没有开发出商业化的PAO生产技术，具有自主知识产权的PAO生产工艺技术的研究开发与工业化应用任务紧迫的问题，该所还拟开展高黏度润滑油基础油PAO合成技术研究。
中科院过程工程研究所拟开展特种异氰酸酯工业示范及下游材料攻关，形成特种异氰酸酯清洁工艺成套技术与装备，打破国际在特种异氰酸酯和高端聚氨酯合成技术的垄断。此外，该所还拟开展丁二烯制己二腈新技术研究，突破己二腈“卡脖子”技术，完成工业性试验，获得全套工艺;拟开展乙烯/合成气制甲基丙烯酸甲酯(MMA)绿色技术研究，实现国内外首套工业示范;拟开展丁烷选择性氧化制顺酐，进而合成二酐、脂肪族聚亚酰胺，形成成套技术，完成工业试验，打破国际技术垄断。
清华大学拟开展芳纶单体的精准合成和深度纯化技术研究，发展快速沉淀聚合体系的微纳尺度调控和强化方法，开展高性能芳纶材料的结构设计，开发规模化生产方法;发展自主且先进的高性能芳纶纤维及其单体生产和应用技术并形成工业示范，若干产品在国防、航空航天、重大装备与工程等领域列装或投用；拟开展塑料循环的决策支持与系统构建关键技术研究，并开发出适用80%混合塑料有效回收的多相相容剂产业化技术，形成塑料回收全新技术解决方案。
四是紧跟国际前沿，开展一系列的前瞻性研究工作，力求抢占科技“制高点”。纳微结构功能材料的精密构筑方法与技术基础、化学链乙烷氧化脱氢制乙烯研究、无机膜射流强化重油催化裂化反应关键技术和成套装备、生物法生产1，3-丙二醇三代技术和1,3-丁二醇技术、电子湿化学品和气体柔性离散原位合成制备、电子级化学材料合成技术、芯片加工过程流程再造化工技术、信息产业废物资源化技术、蜂窝状纳米稀土催化燃烧催化剂的制备关键技术、催化光解生物质制氢技术、形状记忆高分子、虚拟工厂技术等一批前瞻性技术正在孕育突破。
比如，南京工业大学正在开展蜂窝状纳米稀土催化燃烧催化剂的制备关键技术研发，可显著降低化工企业的污染物排放，大幅削减VOCs污染物的排放，促进空气质量的持续改善。
中科院大连化物所拟开展催化光解生物质制氢研究，利用太阳能和生物质能，为发展生物质废弃物的资源化高效利用提供清洁经济的科学路线，降低氢能产业发展对化石资源的依赖。
中科院过程工程研究所拟开展虚拟工厂技术研究，结合多尺度模拟、超级计算和在线测量与海量数据处理、虚拟现实等技术，建立实际工业过程的“数字孪生”，提供在线优化设计与调控能力。
建议：激发科技创新核心动力的保障措施
一是加大科技投入，促进创新要素与资本要素融合发展。科技投入是科技创新的重要保证和物质条件。要多渠道加大科技投入，尤其是要提高企业的科技投入强度，鼓励企业成为技术创新投入的主体；促进技术要素与资本要素融合发展。积极探索通过天使投资、创业投资、知识产权证券化、科技保险等方式推动科技成果资本化。鼓励商业银行采用知识产权质押、预期收益质押等融资方式，为促进技术转移转化提供更多金融产品服务。
二是加大创新平台的建设力度，提高自主创新能力。面向产业发展重大需求，针对创新链薄弱环节，建设一批高水平的国家级、行业级共同创新平台和企业技术中心，着力提高行业的自主创新能力。
三是建立产学研用合作新体制、新机制，进一步优化创新环境。深化科技成果使用权、处置权和收益权改革，开展赋予科研人员职务科技成果所有权或长期使用权试点。对于科技成果转化作出重要贡献的人员，其获得奖励和报酬的比例不低于70%，自行或与他人合作实施的获得营业利润不低于5%的比例。大胆探索股权等激励政策。对各类创新活动应采取宽容态度，要允许创新失败，不宜按生产过程控制的标准来要求创新行为。对于企业和研究单位在创新过程中发生错误甚至意外事故，应一事一议，不宜简单地按事故和伤亡数量对创新单位进行各种处罚和限制。
四是强化“工程化开发”，提高科技成果转化率。科学技术是第一生产力，科技成果的产业化是一切创新活动的最终目标。在技术研发和科技成果产业化过程中，要加大对具有全局性、带动性、影响面大的行业共性关键技术的研发，强化“工程化开发”环节，突破技术瓶颈，在加强研究开发与工程设计相结合的同时，强化“工程化开发”资金、人力及试验设施等条件的配套和落实，提高技术开发的成套性、可靠性，加快科技成果产业化。
作者：中国石油和化学工业联合会专题调研组
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