石油和化工行业“十四五”科技发展思路
- 分类：行业资讯
- 作者：胡迁林，胡镝
- 来源： 中国农药工业协会
- 发布时间：2021-10-29
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【概要描述】
石油和化工行业“十四五”科技发展思路
1 产业发展概况
石油和化学工业是我国国民经济基础原材料和基础能源工业，为国民经济各行业发展提供支撑。其涉及的原料有石油、煤炭、天然气、天然矿物、生物质，涉及的下游产品包括汽、柴、煤、润滑油等油品，化肥和农药等农用化学品，有机和无机基本原料，合成高分子材料，精细与专用化学品等。石油和化学工业具有产品品种多、产业关联度大，技术、资金、能源密集等特点。
2019年，我国石油和化学工业有规模以上企业2.6万家，全行业从业人数600余万人，主营业务收入达12.27万亿元，其中化工行业6.88万亿；实现利润6683.67亿元；进出口总额7222.1亿美元。2020年，规模以上企业实现营业收入11.08万亿元，同比下降8.7%；利润总额5155.5亿元，同比降幅13.5%；进出口总额6297.7亿美元，同比下降12.8%。
2020年受新冠疫情和全球经济低迷的影响，行业经济指标均有所下降，但“十三五”期间行业仍然实现了增加值年均增长4.51%、营业收入年均增长4.17%、利润总额平均增长5.95%、进出口总额年均增长3.74%（其中出口总额年均增长2.66%）的好成绩。
我国是名副其实的石油和化学工业大国。2010年我国石油和化工行业取得了跨越式发展，全行业实现销售收入8.88万亿，仅次于美国位列全球第二，其中化工行业销售收入首次超过美国成为世界第一，这一地位一直保持不变。2017年，中国的化学品销售额1.29万亿欧元，已经超过了美国（4660亿）和欧洲（4020亿）化学品销售额总和；2019年中国的化学品销售额，已经超过了美国、欧洲和日本化学品销售额总和。
2 “十三五”科技创新取得的主要成就
“十三五”期间，随着国家创新驱动发展战略实施深入，全行业科技创新投入、创新活动不断增加，创新能力不断提升，科技创新成果斐然。
“十三五”期间我国石化工业发明专利申请量占全球石化行业的比例逐年增加，到2020年达到了69.49%，5年增长率为84.96%。
“十三五”期间，我国石油和化工行业获得专利授权超过29.75万件，比“十二五”期间获得授权专利18.27万件增加11.48万件。“十三五”期间，全行业共获得国家科学技术奖152项，授予行业科学技术奖1 094项；共建设国家级企业技术中心36家、国家技术创新示范企业24家、联合工程实验室和工程研究中心33家。
2.1 突破了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
中石油长庆油田通过持续加强低渗透油气藏勘探开发技术攻关，突破一系列关键技术，先后获100多项省部级以上科技成果，为稳产5000万t原油打下了坚实基础。中国石化立足自主创新，在勘探开发理论、物探与井筒技术及装备研发方面取得重大突破，发现并成功开发了我国首个也是目前最大的页岩气田——涪陵页岩气田，使我国成为北美之外第一个实现规模化开发页岩气的国家。该项成果获得2017年度国家科技进步一等奖。陕西延长石油有限责任公司联合中国石油大学、中国科学院等单位开发形成了完整配套的勘探开发技术体系。利用此技术新增探明储量17亿t，使我国原油年产量由380万t增加到1241万t，连续10年千万t以上增产稳产，推动鄂尔多斯盆地跃升为国内最大的油气生产基地，为国家能源安全和陕北革命老区社会经济发展作出了重大贡献。该项成果获得2016年度国家科技进步二等奖。中国海洋石油集团有限公司等单位历经8年协同攻关，首创渤海湾盆地深层大型整装凝析气田勘探理论技术，揭示了烃源岩大规模生油之后还能大面积高强度生气机理，证实内陆裂谷盆地岩石圈减薄背景下的渤海湾盆地具有形成大气田的物质基础。该项成果获得2019年度国家科技进步一等奖。
2.2 攻克了一批具有自主知识产权的现代煤化工技术，保持了我国现代煤化工国际领先的地位
“十三五”以来，在全球原料多元化进程中，中国现代煤化工产业加快推进，攻克了大型先进煤气化、煤制油（间接法）、煤制乙醇等一大批核心关键技术难题，通过示范工程的实施，实现了关键技术装备的产业化。多喷嘴对置式水煤浆气化技术、航天粉煤加压气化技术、水煤浆水冷壁废锅煤气化技术等先进煤气化技术正在向长周期大型化迈进。
国家能源集团宁夏煤业公司“400万t/a煤炭间接液化示范项目”发明了高活性、高选择性和高抗磨损费托合成Fe-Mn系催化剂，首创了高温浆态床费托合成新工艺；攻克大型费托合成反应器工程化技术瓶颈，完成了国家27项重大装备及材料国产化任务，开发出了大型煤间接液化系统集成及清洁运行成套技术，最终实现了“安全稳定清洁”运行，有力推动了我国煤炭间接液化产业的发展。中国科学院大连化学物理研究所开发了“第三代甲醇制烯烃（DMTO-III）技术”，中试试验考核结果表明：甲醇转化率99.06%，乙烯丙烯选择性85.90%（重量比），吨烯烃甲醇单耗2.661 t，较一代技术甲醇单耗（约3.0 t/t）大幅下降。该DMTO-III技术已成功实施了技术许可，其新一代催化剂已在多套现有百万吨级DMTO工业装置中应用。
2.3 创新开发了一批化工新材料和高端化学品补“短板”和“制高点”技术，引领产业向中高端迈进
我国化工新材料和专用化学品在先进高分子材料、高性能树脂、特种合成橡胶、高性能纤维、功能性膜材料、电子化学品等一系列重要领域取得了突破性进展。
万华化学集团股份有限公司开发的脂肪族异氰酸酯（ADI）全产业链制造技术，打破了国外公司对ADI系列产品全产业链制造技术长达70年的垄断，培育出了世界上品种最齐全、技术领先、产业链最完整的ADI特色产业集群，实现了航天军工、高端装备制造业、新能源和节能环保产业的关键原材料国产化自主供应。山东东岳高分子材料有限公司在成功开发出第一代国产氯碱膜基础上，又成功研制出“高电流密度、低槽电压”新一代高性能国产氯碱离子膜。东岳开发的“新一代全氟离子膜”，可有效替代国外产品，是国产氯碱离子膜发展的又一个里程碑。金发科技股份有限公司开发出性能国际领先的耐高温半芳香尼龙PA10T系列产品，实现了半芳香高温尼龙的产业化，打破了国外在该领域的技术和市场垄断，抢占了市场竞争的制高点。湖北兴发集团开发出“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”。通过突破高纯黄磷制备技术、磷酸酐膜阻隔防腐蚀技术，制备出超高纯电子级磷酸（杂质含量低于10pbb），通过创新芯片蚀刻液蚀刻速率精准调控技术，成功制备高选择性磷酸系蚀刻液。
2.4 研发了一批先进过程强化和资源化利用技术，极大地提高行业绿色发展水平
“十三五”以来，全行业积极开发和推广先进过程强化和资源化利用技术，大力推进清洁生产和循环经济，行业总能耗和重点产品能耗持续下降，“三废”排放显著降低。
中国石油大学（北京）针对碳四烷基化超清洁汽油生产的重大需求，开发了一项全新的绿色、安全、环保的碳四烷基化技术，并建成世界首套“10万t/a复合离子液体碳四烷基化工业装置”，打破了国外公司清洁汽油生产的技术垄断，攻克了困扰炼油行业几十年的世界性难题。清华大学和瓮福集团开发的微通道湿法磷酸净化技术，使食品级磷酸生产比热法工艺成本降低23.8%，比引进的湿法磷酸净化技术成本降低4.2%。苏州大学等开发的多元催化剂嵌入法富集去除低浓度VOCs增强技术及应用，解决了低浓度污染物低驱动力条件下富集/催化降解效能低的技术难题，为低浓度废气和废水中的VOCs、难降解有机物去除等提供了可行的工程应用技术。南京工业大学等自主开发的用于有机溶剂回收的有机-无机复合膜，实现了化学原料及化学制品制造行业中高纯度有机溶剂的回收及资源化再利用。
2.5 一批重大技术装备的研制，提高了行业装备自主化水平
“十三五”以来，我国在海上和陆地油气勘探开发设备、储存运输等方面积极开展科研攻关，为促进油气资源结构调整，保障国家能源安全，做出了积极贡献。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、海洋高精度地震勘探成套技术装备、海洋复杂油气藏三维测井综合评价成套技术与装备等的成功开发，为维护我国海洋权益，推动我国油气工业走向深水和海外提供强有力的技术和装备支撑。在炼油装备方面，重油催化裂化主体装置实现国产化；高压加氢反应器、螺纹锁紧环式高压换热器、高压空冷器、离心式和往复式压缩机等关键静设备和动设备的开发成功标志着我国炼油工业的装备水平跃上了一个新台阶。在煤化工装备方面，大型压缩机组（空分、循环气）、大型气化炉、大型合成反应器、自动控制系统等方面都实现了国产化，标志着我国现代煤化工产业已经具备独立自主的技术装备支撑体系。
我国石化技术装备行业规模增长势头良好，石油钻采专用设备、炼化专用设备、煤化工专用设备、橡胶工业专用设备等技术装备行业均取得长足的发展。按投资计算，炼油装备国产化率超过90%，百万吨级乙烯及下游装置国产化率在85%以上，现代煤化工装备国产化率在90%以上，橡胶装备国产化率在95%左右。
3 “十四五”发展机遇与面临挑战
当今世界科学技术比历史上任何时期都更加深刻地决定着全球经济发展、社会进步、人民幸福。创新已成为解决人类面临的能源资源、生态环境、自然灾害、人口健康等全球性问题的重要途径，成为经济社会发展的主要驱动力。
3.1 发展机遇
“十四五”是我国实现“两个百年”奋斗目标历史交汇期，是石油和化工“由大国向强国转变”的关键期，石油和化工行业是国民经济的支柱产业，既有向下游市场提供终端产品，又有为上游产业提供原材料的显著优势。行业高质量发展对科技创新提出了巨大的需求：⑴ 为满足电子信息、新能源、交通、航空航天等国民经济重点领域和国家重大工程建设需求，需要在“补齐短板”的基础上，大力发展高端石化产品制备技术；⑵ 为满足人民生活更高层次需求，需要不断提高产品质量，重点发展绿色农用化学品和化工产品的定制化技术；⑶ 为抢占未来产业战略制高点，需要加强重大基础研究和关键技术攻关，攻克一批制高点技术、研制一批战略制高点产品；⑷ 推动绿色安全发展，需要开发一批低碳技术、本质安全技术与装备；⑸ 深入推进两化融合，需要扎实推进数字化、信息化和智能化技术。
3.2 面临的挑战
当前正值百年未有之大变局，“十四五”期间，行业科技创新既有难得的发展机遇，同时也面临诸多的挑战。
3.2.1 外部环境挑战
国际环境严峻复杂多变。新冠疫情爆发并在全球肆虐，引起了世界的大重构。全球经济急剧恶化，产业链供应链遭受重挫，去全球化浪潮、单边主义、贸易保护主义盛行。国际科技合作与交流严重受挫。
3.2.2 自身存在的突出问题
行业技术创新存在以下突出问题：⑴ 企业技术创新能力整体不强；⑵ 协同创新机制及科研成果工程转化能力亟待提升；⑶ 服务终端市场的产品创新、创制能力亟待加强；⑷ 创新人才尤其是领军人才的培养任重道远。
4 总体思路和发展目标
因面临的形势和发展环境不同，“十四五”行业科技创新将不同于以往任何时期。一是将更加突出自立自强，科技创新将由跟跑、并跑为主，向并跑和领跑为主转变；二是在解决当前“卡脖子”技术基础上，科技创新将更加注重面向未来的重大需求；三是在攻克关键共性技术和重大科技问题中，将更加注重跨领域协同、上下游合作。
4.1 总体思路
以问题导向、目标导向、结果导向为牵引，以服务于“双循环”新发展格局为总要求，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”，突出科技自立自强，突破一批关键技术、研制一批高端产品、组建一批创新平台，提高行业科技供给能力，确保产业链、供应链稳定安全，推动行业高质量发展。
4.2 发展目标
在“十四五”期间要研发一批关键共性技术；突破30~50项制约行业发展的“补短板”技术、“卡脖子”技术；在重点领域，开发80~100
石油和化工行业“十四五”科技发展思路
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石油和化工行业“十四五”科技发展思路
1 产业发展概况
石油和化学工业是我国国民经济基础原材料和基础能源工业，为国民经济各行业发展提供支撑。其涉及的原料有石油、煤炭、天然气、天然矿物、生物质，涉及的下游产品包括汽、柴、煤、润滑油等油品，化肥和农药等农用化学品，有机和无机基本原料，合成高分子材料，精细与专用化学品等。石油和化学工业具有产品品种多、产业关联度大，技术、资金、能源密集等特点。
2019年，我国石油和化学工业有规模以上企业2.6万家，全行业从业人数600余万人，主营业务收入达12.27万亿元，其中化工行业6.88万亿；实现利润6683.67亿元；进出口总额7222.1亿美元。2020年，规模以上企业实现营业收入11.08万亿元，同比下降8.7%；利润总额5155.5亿元，同比降幅13.5%；进出口总额6297.7亿美元，同比下降12.8%。
2020年受新冠疫情和全球经济低迷的影响，行业经济指标均有所下降，但“十三五”期间行业仍然实现了增加值年均增长4.51%、营业收入年均增长4.17%、利润总额平均增长5.95%、进出口总额年均增长3.74%（其中出口总额年均增长2.66%）的好成绩。
我国是名副其实的石油和化学工业大国。2010年我国石油和化工行业取得了跨越式发展，全行业实现销售收入8.88万亿，仅次于美国位列全球第二，其中化工行业销售收入首次超过美国成为世界第一，这一地位一直保持不变。2017年，中国的化学品销售额1.29万亿欧元，已经超过了美国（4660亿）和欧洲（4020亿）化学品销售额总和；2019年中国的化学品销售额，已经超过了美国、欧洲和日本化学品销售额总和。
2 “十三五”科技创新取得的主要成就
“十三五”期间，随着国家创新驱动发展战略实施深入，全行业科技创新投入、创新活动不断增加，创新能力不断提升，科技创新成果斐然。
“十三五”期间我国石化工业发明专利申请量占全球石化行业的比例逐年增加，到2020年达到了69.49%，5年增长率为84.96%。
“十三五”期间，我国石油和化工行业获得专利授权超过29.75万件，比“十二五”期间获得授权专利18.27万件增加11.48万件。“十三五”期间，全行业共获得国家科学技术奖152项，授予行业科学技术奖1 094项；共建设国家级企业技术中心36家、国家技术创新示范企业24家、联合工程实验室和工程研究中心33家。
2.1 突破了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
中石油长庆油田通过持续加强低渗透油气藏勘探开发技术攻关，突破一系列关键技术，先后获100多项省部级以上科技成果，为稳产5000万t原油打下了坚实基础。中国石化立足自主创新，在勘探开发理论、物探与井筒技术及装备研发方面取得重大突破，发现并成功开发了我国首个也是目前最大的页岩气田——涪陵页岩气田，使我国成为北美之外第一个实现规模化开发页岩气的国家。该项成果获得2017年度国家科技进步一等奖。陕西延长石油有限责任公司联合中国石油大学、中国科学院等单位开发形成了完整配套的勘探开发技术体系。利用此技术新增探明储量17亿t，使我国原油年产量由380万t增加到1241万t，连续10年千万t以上增产稳产，推动鄂尔多斯盆地跃升为国内最大的油气生产基地，为国家能源安全和陕北革命老区社会经济发展作出了重大贡献。该项成果获得2016年度国家科技进步二等奖。中国海洋石油集团有限公司等单位历经8年协同攻关，首创渤海湾盆地深层大型整装凝析气田勘探理论技术，揭示了烃源岩大规模生油之后还能大面积高强度生气机理，证实内陆裂谷盆地岩石圈减薄背景下的渤海湾盆地具有形成大气田的物质基础。该项成果获得2019年度国家科技进步一等奖。
2.2 攻克了一批具有自主知识产权的现代煤化工技术，保持了我国现代煤化工国际领先的地位
“十三五”以来，在全球原料多元化进程中，中国现代煤化工产业加快推进，攻克了大型先进煤气化、煤制油（间接法）、煤制乙醇等一大批核心关键技术难题，通过示范工程的实施，实现了关键技术装备的产业化。多喷嘴对置式水煤浆气化技术、航天粉煤加压气化技术、水煤浆水冷壁废锅煤气化技术等先进煤气化技术正在向长周期大型化迈进。
国家能源集团宁夏煤业公司“400万t/a煤炭间接液化示范项目”发明了高活性、高选择性和高抗磨损费托合成Fe-Mn系催化剂，首创了高温浆态床费托合成新工艺；攻克大型费托合成反应器工程化技术瓶颈，完成了国家27项重大装备及材料国产化任务，开发出了大型煤间接液化系统集成及清洁运行成套技术，最终实现了“安全稳定清洁”运行，有力推动了我国煤炭间接液化产业的发展。中国科学院大连化学物理研究所开发了“第三代甲醇制烯烃（DMTO-III）技术”，中试试验考核结果表明：甲醇转化率99.06%，乙烯丙烯选择性85.90%（重量比），吨烯烃甲醇单耗2.661 t，较一代技术甲醇单耗（约3.0 t/t）大幅下降。该DMTO-III技术已成功实施了技术许可，其新一代催化剂已在多套现有百万吨级DMTO工业装置中应用。
2.3 创新开发了一批化工新材料和高端化学品补“短板”和“制高点”技术，引领产业向中高端迈进
我国化工新材料和专用化学品在先进高分子材料、高性能树脂、特种合成橡胶、高性能纤维、功能性膜材料、电子化学品等一系列重要领域取得了突破性进展。
万华化学集团股份有限公司开发的脂肪族异氰酸酯（ADI）全产业链制造技术，打破了国外公司对ADI系列产品全产业链制造技术长达70年的垄断，培育出了世界上品种最齐全、技术领先、产业链最完整的ADI特色产业集群，实现了航天军工、高端装备制造业、新能源和节能环保产业的关键原材料国产化自主供应。山东东岳高分子材料有限公司在成功开发出第一代国产氯碱膜基础上，又成功研制出“高电流密度、低槽电压”新一代高性能国产氯碱离子膜。东岳开发的“新一代全氟离子膜”，可有效替代国外产品，是国产氯碱离子膜发展的又一个里程碑。金发科技股份有限公司开发出性能国际领先的耐高温半芳香尼龙PA10T系列产品，实现了半芳香高温尼龙的产业化，打破了国外在该领域的技术和市场垄断，抢占了市场竞争的制高点。湖北兴发集团开发出“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”。通过突破高纯黄磷制备技术、磷酸酐膜阻隔防腐蚀技术，制备出超高纯电子级磷酸（杂质含量低于10pbb），通过创新芯片蚀刻液蚀刻速率精准调控技术，成功制备高选择性磷酸系蚀刻液。
2.4 研发了一批先进过程强化和资源化利用技术，极大地提高行业绿色发展水平
“十三五”以来，全行业积极开发和推广先进过程强化和资源化利用技术，大力推进清洁生产和循环经济，行业总能耗和重点产品能耗持续下降，“三废”排放显著降低。
中国石油大学（北京）针对碳四烷基化超清洁汽油生产的重大需求，开发了一项全新的绿色、安全、环保的碳四烷基化技术，并建成世界首套“10万t/a复合离子液体碳四烷基化工业装置”，打破了国外公司清洁汽油生产的技术垄断，攻克了困扰炼油行业几十年的世界性难题。清华大学和瓮福集团开发的微通道湿法磷酸净化技术，使食品级磷酸生产比热法工艺成本降低23.8%，比引进的湿法磷酸净化技术成本降低4.2%。苏州大学等开发的多元催化剂嵌入法富集去除低浓度VOCs增强技术及应用，解决了低浓度污染物低驱动力条件下富集/催化降解效能低的技术难题，为低浓度废气和废水中的VOCs、难降解有机物去除等提供了可行的工程应用技术。南京工业大学等自主开发的用于有机溶剂回收的有机-无机复合膜，实现了化学原料及化学制品制造行业中高纯度有机溶剂的回收及资源化再利用。
2.5 一批重大技术装备的研制，提高了行业装备自主化水平
“十三五”以来，我国在海上和陆地油气勘探开发设备、储存运输等方面积极开展科研攻关，为促进油气资源结构调整，保障国家能源安全，做出了积极贡献。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、海洋高精度地震勘探成套技术装备、海洋复杂油气藏三维测井综合评价成套技术与装备等的成功开发，为维护我国海洋权益，推动我国油气工业走向深水和海外提供强有力的技术和装备支撑。在炼油装备方面，重油催化裂化主体装置实现国产化；高压加氢反应器、螺纹锁紧环式高压换热器、高压空冷器、离心式和往复式压缩机等关键静设备和动设备的开发成功标志着我国炼油工业的装备水平跃上了一个新台阶。在煤化工装备方面，大型压缩机组（空分、循环气）、大型气化炉、大型合成反应器、自动控制系统等方面都实现了国产化，标志着我国现代煤化工产业已经具备独立自主的技术装备支撑体系。
我国石化技术装备行业规模增长势头良好，石油钻采专用设备、炼化专用设备、煤化工专用设备、橡胶工业专用设备等技术装备行业均取得长足的发展。按投资计算，炼油装备国产化率超过90%，百万吨级乙烯及下游装置国产化率在85%以上，现代煤化工装备国产化率在90%以上，橡胶装备国产化率在95%左右。
3 “十四五”发展机遇与面临挑战
当今世界科学技术比历史上任何时期都更加深刻地决定着全球经济发展、社会进步、人民幸福。创新已成为解决人类面临的能源资源、生态环境、自然灾害、人口健康等全球性问题的重要途径，成为经济社会发展的主要驱动力。
3.1 发展机遇
“十四五”是我国实现“两个百年”奋斗目标历史交汇期，是石油和化工“由大国向强国转变”的关键期，石油和化工行业是国民经济的支柱产业，既有向下游市场提供终端产品，又有为上游产业提供原材料的显著优势。行业高质量发展对科技创新提出了巨大的需求：⑴ 为满足电子信息、新能源、交通、航空航天等国民经济重点领域和国家重大工程建设需求，需要在“补齐短板”的基础上，大力发展高端石化产品制备技术；⑵ 为满足人民生活更高层次需求，需要不断提高产品质量，重点发展绿色农用化学品和化工产品的定制化技术；⑶ 为抢占未来产业战略制高点，需要加强重大基础研究和关键技术攻关，攻克一批制高点技术、研制一批战略制高点产品；⑷ 推动绿色安全发展，需要开发一批低碳技术、本质安全技术与装备；⑸ 深入推进两化融合，需要扎实推进数字化、信息化和智能化技术。
3.2 面临的挑战
当前正值百年未有之大变局，“十四五”期间，行业科技创新既有难得的发展机遇，同时也面临诸多的挑战。
3.2.1 外部环境挑战
国际环境严峻复杂多变。新冠疫情爆发并在全球肆虐，引起了世界的大重构。全球经济急剧恶化，产业链供应链遭受重挫，去全球化浪潮、单边主义、贸易保护主义盛行。国际科技合作与交流严重受挫。
3.2.2 自身存在的突出问题
行业技术创新存在以下突出问题：⑴ 企业技术创新能力整体不强；⑵ 协同创新机制及科研成果工程转化能力亟待提升；⑶ 服务终端市场的产品创新、创制能力亟待加强；⑷ 创新人才尤其是领军人才的培养任重道远。
4 总体思路和发展目标
因面临的形势和发展环境不同，“十四五”行业科技创新将不同于以往任何时期。一是将更加突出自立自强，科技创新将由跟跑、并跑为主，向并跑和领跑为主转变；二是在解决当前“卡脖子”技术基础上，科技创新将更加注重面向未来的重大需求；三是在攻克关键共性技术和重大科技问题中，将更加注重跨领域协同、上下游合作。
4.1 总体思路
以问题导向、目标导向、结果导向为牵引，以服务于“双循环”新发展格局为总要求，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”，突出科技自立自强，突破一批关键技术、研制一批高端产品、组建一批创新平台，提高行业科技供给能力，确保产业链、供应链稳定安全，推动行业高质量发展。
4.2 发展目标
在“十四五”期间要研发一批关键共性技术；突破30~50项制约行业发展的“补短板”技术、“卡脖子”技术；在重点领域，开发80~100
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- 来源： 中国农药工业协会
- 发布时间：2021-10-29
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石油和化工行业“十四五”科技发展思路
1 产业发展概况
石油和化学工业是我国国民经济基础原材料和基础能源工业，为国民经济各行业发展提供支撑。其涉及的原料有石油、煤炭、天然气、天然矿物、生物质，涉及的下游产品包括汽、柴、煤、润滑油等油品，化肥和农药等农用化学品，有机和无机基本原料，合成高分子材料，精细与专用化学品等。石油和化学工业具有产品品种多、产业关联度大，技术、资金、能源密集等特点。
2019年，我国石油和化学工业有规模以上企业2.6万家，全行业从业人数600余万人，主营业务收入达12.27万亿元，其中化工行业6.88万亿；实现利润6683.67亿元；进出口总额7222.1亿美元。2020年，规模以上企业实现营业收入11.08万亿元，同比下降8.7%；利润总额5155.5亿元，同比降幅13.5%；进出口总额6297.7亿美元，同比下降12.8%。
2020年受新冠疫情和全球经济低迷的影响，行业经济指标均有所下降，但“十三五”期间行业仍然实现了增加值年均增长4.51%、营业收入年均增长4.17%、利润总额平均增长5.95%、进出口总额年均增长3.74%（其中出口总额年均增长2.66%）的好成绩。
我国是名副其实的石油和化学工业大国。2010年我国石油和化工行业取得了跨越式发展，全行业实现销售收入8.88万亿，仅次于美国位列全球第二，其中化工行业销售收入首次超过美国成为世界第一，这一地位一直保持不变。2017年，中国的化学品销售额1.29万亿欧元，已经超过了美国（4660亿）和欧洲（4020亿）化学品销售额总和；2019年中国的化学品销售额，已经超过了美国、欧洲和日本化学品销售额总和。
2 “十三五”科技创新取得的主要成就
“十三五”期间，随着国家创新驱动发展战略实施深入，全行业科技创新投入、创新活动不断增加，创新能力不断提升，科技创新成果斐然。
“十三五”期间我国石化工业发明专利申请量占全球石化行业的比例逐年增加，到2020年达到了69.49%，5年增长率为84.96%。
“十三五”期间，我国石油和化工行业获得专利授权超过29.75万件，比“十二五”期间获得授权专利18.27万件增加11.48万件。“十三五”期间，全行业共获得国家科学技术奖152项，授予行业科学技术奖1 094项；共建设国家级企业技术中心36家、国家技术创新示范企业24家、联合工程实验室和工程研究中心33家。
2.1 突破了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
中石油长庆油田通过持续加强低渗透油气藏勘探开发技术攻关，突破一系列关键技术，先后获100多项省部级以上科技成果，为稳产5000万t原油打下了坚实基础。中国石化立足自主创新，在勘探开发理论、物探与井筒技术及装备研发方面取得重大突破，发现并成功开发了我国首个也是目前最大的页岩气田——涪陵页岩气田，使我国成为北美之外第一个实现规模化开发页岩气的国家。该项成果获得2017年度国家科技进步一等奖。陕西延长石油有限责任公司联合中国石油大学、中国科学院等单位开发形成了完整配套的勘探开发技术体系。利用此技术新增探明储量17亿t，使我国原油年产量由380万t增加到1241万t，连续10年千万t以上增产稳产，推动鄂尔多斯盆地跃升为国内最大的油气生产基地，为国家能源安全和陕北革命老区社会经济发展作出了重大贡献。该项成果获得2016年度国家科技进步二等奖。中国海洋石油集团有限公司等单位历经8年协同攻关，首创渤海湾盆地深层大型整装凝析气田勘探理论技术，揭示了烃源岩大规模生油之后还能大面积高强度生气机理，证实内陆裂谷盆地岩石圈减薄背景下的渤海湾盆地具有形成大气田的物质基础。该项成果获得2019年度国家科技进步一等奖。
2.2 攻克了一批具有自主知识产权的现代煤化工技术，保持了我国现代煤化工国际领先的地位
“十三五”以来，在全球原料多元化进程中，中国现代煤化工产业加快推进，攻克了大型先进煤气化、煤制油（间接法）、煤制乙醇等一大批核心关键技术难题，通过示范工程的实施，实现了关键技术装备的产业化。多喷嘴对置式水煤浆气化技术、航天粉煤加压气化技术、水煤浆水冷壁废锅煤气化技术等先进煤气化技术正在向长周期大型化迈进。
国家能源集团宁夏煤业公司“400万t/a煤炭间接液化示范项目”发明了高活性、高选择性和高抗磨损费托合成Fe-Mn系催化剂，首创了高温浆态床费托合成新工艺；攻克大型费托合成反应器工程化技术瓶颈，完成了国家27项重大装备及材料国产化任务，开发出了大型煤间接液化系统集成及清洁运行成套技术，最终实现了“安全稳定清洁”运行，有力推动了我国煤炭间接液化产业的发展。中国科学院大连化学物理研究所开发了“第三代甲醇制烯烃（DMTO-III）技术”，中试试验考核结果表明：甲醇转化率99.06%，乙烯丙烯选择性85.90%（重量比），吨烯烃甲醇单耗2.661 t，较一代技术甲醇单耗（约3.0 t/t）大幅下降。该DMTO-III技术已成功实施了技术许可，其新一代催化剂已在多套现有百万吨级DMTO工业装置中应用。
2.3 创新开发了一批化工新材料和高端化学品补“短板”和“制高点”技术，引领产业向中高端迈进
我国化工新材料和专用化学品在先进高分子材料、高性能树脂、特种合成橡胶、高性能纤维、功能性膜材料、电子化学品等一系列重要领域取得了突破性进展。
万华化学集团股份有限公司开发的脂肪族异氰酸酯（ADI）全产业链制造技术，打破了国外公司对ADI系列产品全产业链制造技术长达70年的垄断，培育出了世界上品种最齐全、技术领先、产业链最完整的ADI特色产业集群，实现了航天军工、高端装备制造业、新能源和节能环保产业的关键原材料国产化自主供应。山东东岳高分子材料有限公司在成功开发出第一代国产氯碱膜基础上，又成功研制出“高电流密度、低槽电压”新一代高性能国产氯碱离子膜。东岳开发的“新一代全氟离子膜”，可有效替代国外产品，是国产氯碱离子膜发展的又一个里程碑。金发科技股份有限公司开发出性能国际领先的耐高温半芳香尼龙PA10T系列产品，实现了半芳香高温尼龙的产业化，打破了国外在该领域的技术和市场垄断，抢占了市场竞争的制高点。湖北兴发集团开发出“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”。通过突破高纯黄磷制备技术、磷酸酐膜阻隔防腐蚀技术，制备出超高纯电子级磷酸（杂质含量低于10pbb），通过创新芯片蚀刻液蚀刻速率精准调控技术，成功制备高选择性磷酸系蚀刻液。
2.4 研发了一批先进过程强化和资源化利用技术，极大地提高行业绿色发展水平
“十三五”以来，全行业积极开发和推广先进过程强化和资源化利用技术，大力推进清洁生产和循环经济，行业总能耗和重点产品能耗持续下降，“三废”排放显著降低。
中国石油大学（北京）针对碳四烷基化超清洁汽油生产的重大需求，开发了一项全新的绿色、安全、环保的碳四烷基化技术，并建成世界首套“10万t/a复合离子液体碳四烷基化工业装置”，打破了国外公司清洁汽油生产的技术垄断，攻克了困扰炼油行业几十年的世界性难题。清华大学和瓮福集团开发的微通道湿法磷酸净化技术，使食品级磷酸生产比热法工艺成本降低23.8%，比引进的湿法磷酸净化技术成本降低4.2%。苏州大学等开发的多元催化剂嵌入法富集去除低浓度VOCs增强技术及应用，解决了低浓度污染物低驱动力条件下富集/催化降解效能低的技术难题，为低浓度废气和废水中的VOCs、难降解有机物去除等提供了可行的工程应用技术。南京工业大学等自主开发的用于有机溶剂回收的有机-无机复合膜，实现了化学原料及化学制品制造行业中高纯度有机溶剂的回收及资源化再利用。
2.5 一批重大技术装备的研制，提高了行业装备自主化水平
“十三五”以来，我国在海上和陆地油气勘探开发设备、储存运输等方面积极开展科研攻关，为促进油气资源结构调整，保障国家能源安全，做出了积极贡献。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、海洋高精度地震勘探成套技术装备、海洋复杂油气藏三维测井综合评价成套技术与装备等的成功开发，为维护我国海洋权益，推动我国油气工业走向深水和海外提供强有力的技术和装备支撑。在炼油装备方面，重油催化裂化主体装置实现国产化；高压加氢反应器、螺纹锁紧环式高压换热器、高压空冷器、离心式和往复式压缩机等关键静设备和动设备的开发成功标志着我国炼油工业的装备水平跃上了一个新台阶。在煤化工装备方面，大型压缩机组（空分、循环气）、大型气化炉、大型合成反应器、自动控制系统等方面都实现了国产化，标志着我国现代煤化工产业已经具备独立自主的技术装备支撑体系。
我国石化技术装备行业规模增长势头良好，石油钻采专用设备、炼化专用设备、煤化工专用设备、橡胶工业专用设备等技术装备行业均取得长足的发展。按投资计算，炼油装备国产化率超过90%，百万吨级乙烯及下游装置国产化率在85%以上，现代煤化工装备国产化率在90%以上，橡胶装备国产化率在95%左右。
3 “十四五”发展机遇与面临挑战
当今世界科学技术比历史上任何时期都更加深刻地决定着全球经济发展、社会进步、人民幸福。创新已成为解决人类面临的能源资源、生态环境、自然灾害、人口健康等全球性问题的重要途径，成为经济社会发展的主要驱动力。
3.1 发展机遇
“十四五”是我国实现“两个百年”奋斗目标历史交汇期，是石油和化工“由大国向强国转变”的关键期，石油和化工行业是国民经济的支柱产业，既有向下游市场提供终端产品，又有为上游产业提供原材料的显著优势。行业高质量发展对科技创新提出了巨大的需求：⑴ 为满足电子信息、新能源、交通、航空航天等国民经济重点领域和国家重大工程建设需求，需要在“补齐短板”的基础上，大力发展高端石化产品制备技术；⑵ 为满足人民生活更高层次需求，需要不断提高产品质量，重点发展绿色农用化学品和化工产品的定制化技术；⑶ 为抢占未来产业战略制高点，需要加强重大基础研究和关键技术攻关，攻克一批制高点技术、研制一批战略制高点产品；⑷ 推动绿色安全发展，需要开发一批低碳技术、本质安全技术与装备；⑸ 深入推进两化融合，需要扎实推进数字化、信息化和智能化技术。
3.2 面临的挑战
当前正值百年未有之大变局，“十四五”期间，行业科技创新既有难得的发展机遇，同时也面临诸多的挑战。
3.2.1 外部环境挑战
国际环境严峻复杂多变。新冠疫情爆发并在全球肆虐，引起了世界的大重构。全球经济急剧恶化，产业链供应链遭受重挫，去全球化浪潮、单边主义、贸易保护主义盛行。国际科技合作与交流严重受挫。
3.2.2 自身存在的突出问题
行业技术创新存在以下突出问题：⑴ 企业技术创新能力整体不强；⑵ 协同创新机制及科研成果工程转化能力亟待提升；⑶ 服务终端市场的产品创新、创制能力亟待加强；⑷ 创新人才尤其是领军人才的培养任重道远。
4 总体思路和发展目标
因面临的形势和发展环境不同，“十四五”行业科技创新将不同于以往任何时期。一是将更加突出自立自强，科技创新将由跟跑、并跑为主，向并跑和领跑为主转变；二是在解决当前“卡脖子”技术基础上，科技创新将更加注重面向未来的重大需求；三是在攻克关键共性技术和重大科技问题中，将更加注重跨领域协同、上下游合作。
4.1 总体思路
以问题导向、目标导向、结果导向为牵引，以服务于“双循环”新发展格局为总要求，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”，突出科技自立自强，突破一批关键技术、研制一批高端产品、组建一批创新平台，提高行业科技供给能力，确保产业链、供应链稳定安全，推动行业高质量发展。
4.2 发展目标
在“十四五”期间要研发一批关键共性技术；突破30~50项制约行业发展的“补短板”技术、“卡脖子”技术；在重点领域，开发80~100项先进技术、产品，组织推广先进适用技术200项，实施节能减排重大技术示范工程20项；自主研制10~15套大型成套技术与装备，产业基础进一步稳固。大数据、云计算、物联网、人工智能、数字基因组等在行业得到初步应用，突破一批关键技术，形成一批数字化工厂、数字化园区的示范，建成2~3个工业互联网应用平台。
面向基层和一线，培养和造就数量足够、结构优化、布局合理、素质优良的创新人才队伍，构建较完备的“人才链”；组建20~30个行业重点实验室、工程实验室和工程中心，组建20个创新联合体（产业技术创新联盟）或产业技术公共服务平台；建成一批国家级研发平台。
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