化學(xué)工業(yè)是工業(yè)革命的產(chǎn)物,又是工業(yè)革命的加速器。縱觀世界化工發(fā)展史,一是從時(shí)間軸看,在開啟第二次工業(yè)革命之前,化學(xué)一直在為認(rèn)識(shí)和尋找元素而探索,即使有少量產(chǎn)品,世界化工產(chǎn)品庫(kù)里也主要是以無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品構(gòu)成。

　　伴隨著第二次工業(yè)革命的大幕開啟,世界化工史翻開了嶄新的一頁(yè),即在1856年實(shí)驗(yàn)過(guò)程中意外獲得了乙烯、丙烯、乙炔,有了這三種基礎(chǔ)的烯烴和炔烴,合成化學(xué)開始起步,有機(jī)化學(xué)品閃亮登場(chǎng),化工產(chǎn)品庫(kù)開始豐富起來(lái)了。后來(lái)1863年的拜耳公司和1865年的巴登苯胺(巴斯夫的前身),分別以煤焦油為原料開始生產(chǎn)苯胺染料。再到1871年門捷列夫發(fā)表修訂后的元素周期表,雖然當(dāng)時(shí)能夠確定的元素還不多、原子量也不準(zhǔn)確,但化學(xué)元素規(guī)律研究的大門開啟,化學(xué)探索及研究進(jìn)一步加快。當(dāng)時(shí)間來(lái)到20世紀(jì),1913年哈伯-博世合成氨在巴斯夫?qū)崿F(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),同年費(fèi)歇爾將煤粉在高壓下加氫制得汽油的專利也在德國(guó)問(wèn)世。到了20世紀(jì)30年代,高分子聚合物如酚醛樹脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯和合成橡膠已有了一定的工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ),聚甲醛、氨基樹脂、丙烯酸樹脂也都已經(jīng)被合成和開發(fā)出來(lái)。1935年杜邦的尼龍66誕生,并于第二年開始嘗試做絲襪,合成纖維誕生。當(dāng)時(shí)代列車行駛到“二戰(zhàn)”結(jié)束以后,世界石油化工、天然氣化工的大發(fā)展,疊加第三次工業(yè)革命的信息化與智能化,世界化學(xué)工業(yè)和石油化工產(chǎn)業(yè)快速實(shí)現(xiàn)大型化和現(xiàn)代化,世界化工產(chǎn)品庫(kù)的產(chǎn)品日益增多、更加豐富。這就是世界化學(xué)工業(yè)幾乎與第二次工業(yè)革命同步,駛?cè)肓丝焖侔l(fā)展的快車道,并相互推動(dòng)、相互作用,為人類社會(huì)創(chuàng)造了大量的、豐富多彩的物質(zhì)產(chǎn)品,滿足了人口的大量增加、社會(huì)的不斷進(jìn)步和人類健康美好生活的持續(xù)提升。

　　二是從創(chuàng)新軸看,回顧世界化工史,讓我們更加深刻地認(rèn)識(shí)到：創(chuàng)新是人類社會(huì)進(jìn)步的不竭動(dòng)力。當(dāng)然,創(chuàng)新離不開優(yōu)秀的帶頭人和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),沒(méi)有拉瓦錫通過(guò)“燃燒實(shí)驗(yàn)”啟動(dòng)“化學(xué)革命”,近代化學(xué)就不會(huì)起步；要是沒(méi)有門捷列夫的元素周期表,化學(xué)家們即使花費(fèi)更長(zhǎng)時(shí)間,可能也很難研究清楚化學(xué)元素與原子量、原子價(jià)的關(guān)系以及排列和化學(xué)變化的規(guī)律；要不是哈伯通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在催化劑作用下,通過(guò)增加壓力和降低溫度、以氮?dú)夂蜌錃鉃樵蠈?shí)現(xiàn)了氨的合成,又與巴斯夫當(dāng)時(shí)的工程師博世實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,化肥工業(yè)以及農(nóng)業(yè)的大發(fā)展難如愿；要不是居里夫婦發(fā)現(xiàn)了人工放射能和愛(ài)因斯坦說(shuō)服羅斯福總統(tǒng)下決心啟動(dòng)由奧本海默領(lǐng)導(dǎo)的“曼哈頓計(jì)劃”,也許原子彈和人工利用核能就難成為現(xiàn)實(shí)；要不是齊格勒-納塔催化劑的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,低壓聚乙烯和高聚合度聚丙烯就難以實(shí)現(xiàn),就很難奠定高分子工業(yè)的基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)高分子材料工業(yè)的快速發(fā)展和大型化。

　　中國(guó)化學(xué)工業(yè)和石化產(chǎn)業(yè)也是一樣,如果沒(méi)有侯德榜博士的“侯氏制堿法”開啟中國(guó)民族化學(xué)工業(yè)的創(chuàng)新,我國(guó)的純堿工業(yè)和新中國(guó)的氮肥工業(yè)就難以起步并滿足急需；如果沒(méi)有閔恩澤、侯祥麟等老一輩石油化工前輩們的創(chuàng)新與拼搏,石油化工領(lǐng)域的“五朵金花”可能就不會(huì)誕生,我們石油化工領(lǐng)域的很多關(guān)鍵催化劑、助劑等有可能今天還要受制于人。

　　篇幅所限,不能一一列舉,從諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)設(shè)立122年來(lái)的獲獎(jiǎng)?wù)?以及中國(guó)化工學(xué)會(huì)“中國(guó)化工 百年百人”榜單,足可以證明石化產(chǎn)業(yè)今天的進(jìn)步和成就,是無(wú)數(shù)創(chuàng)新探索者、無(wú)數(shù)企業(yè)家和眾多石化人的智慧、汗水甚至是犧牲推動(dòng)的。進(jìn)入20世紀(jì)以后,諾貝爾獎(jiǎng)對(duì)化學(xué)和化學(xué)工業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展發(fā)揮了重要影響,諾貝爾是瑞典化學(xué)家,也是一名工程師和實(shí)業(yè)家。他于1866年獲得炸藥的專利,很快又發(fā)明了無(wú)煙炸藥,因此獲得了巨額財(cái)富。后來(lái)因發(fā)明的炸藥被用于戰(zhàn)爭(zhēng),他對(duì)此感到遺憾,立遺囑捐獻(xiàn)資產(chǎn)(當(dāng)時(shí)3200萬(wàn)瑞典克朗)作為基金,設(shè)立了化學(xué)、物理學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)、和平和文學(xué)5個(gè)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng),其中物理學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)都與化學(xué)密切相關(guān),這都大大激發(fā)了人們創(chuàng)新的熱情。

　　推動(dòng)化工石化創(chuàng)新發(fā)展的另一個(gè)重要因素是企業(yè),熟悉世界化工發(fā)展史的人都認(rèn)識(shí)到：要是沒(méi)有杜邦、拜耳、巴斯夫、赫斯特、德固賽、汽巴、嘉吉、帝國(guó)化學(xué)、索爾維、孟山都、帝斯曼以及標(biāo)準(zhǔn)石油、殼牌、BP等一批企業(yè),一直作為創(chuàng)新的主體、成果轉(zhuǎn)化的主體,而不斷推動(dòng)著化工石化產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展,今天的世界恐怕也難以如此的發(fā)達(dá)和文明。

　　三是橫向?qū)Ρ瓤?以史為鑒,既要縱向看、還要橫向看。縱向看是為了總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、汲取教訓(xùn),以利今天的我們少走彎路,以更多的精力開創(chuàng)未來(lái)；橫向看既為了相互借鑒、相互促進(jìn),更為了在對(duì)比中看到差距、補(bǔ)齊短板,以利未來(lái)做強(qiáng)做優(yōu)。與世界石化產(chǎn)業(yè)、尤其是與發(fā)達(dá)國(guó)家石化工業(yè)相比,今天中國(guó)的石化產(chǎn)業(yè)是總量大、體系全、結(jié)構(gòu)重、高端少,創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力都有待加強(qiáng)。

　　總量大,多年來(lái)我國(guó)石化行業(yè)規(guī)上企業(yè)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入都在10萬(wàn)億元以上(去年14.45萬(wàn)億元),占工業(yè)經(jīng)濟(jì)總量的12%左右,去年石化規(guī)上企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)總額1.16萬(wàn)億元,約占工業(yè)總利潤(rùn)的14%,在國(guó)內(nèi)不僅是名副其實(shí)的重要支柱產(chǎn)業(yè),而且為經(jīng)濟(jì)穩(wěn)增長(zhǎng)、保就業(yè)以及為農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)豐收和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展都作出了重要貢獻(xiàn)；在國(guó)際上中國(guó)已連續(xù)12年列世界第二石化大國(guó)和世界第一化工大國(guó),據(jù)歐洲化工理事會(huì)統(tǒng)計(jì)中國(guó)化工產(chǎn)值占世界總量的40.6%,遠(yuǎn)高于歐美日之總和,可見(jiàn)數(shù)量大的基礎(chǔ)和平臺(tái)是扎實(shí)的。

　　體系全,是指我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)70多年來(lái)、尤其是改革開放以來(lái)的創(chuàng)新與發(fā)展,已形成完整的、成熟的從石油天然氣開采到煉油、基礎(chǔ)化工產(chǎn)品、精細(xì)化工產(chǎn)品以及化工新材料等的全產(chǎn)業(yè)鏈,其中油氣勘探開采技術(shù)、煉油和基本化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)、現(xiàn)代煤化工技術(shù)等領(lǐng)域的整體技術(shù)水平都居世界先進(jìn)水平之列,甚至這些領(lǐng)域的新技術(shù)、設(shè)備制造、主體催化劑等的研發(fā)以及自主設(shè)計(jì)、自主制造和自主配套能力均居世界先進(jìn)之列,這種總體可控、完整的、成套的體系是自立自強(qiáng)的重要基礎(chǔ)。

　　結(jié)構(gòu)重,是我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理的短板體現(xiàn),也是我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比的特殊性體現(xiàn)。

　　一個(gè)表現(xiàn)是我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)重。產(chǎn)品以大宗基礎(chǔ)化學(xué)品為主,純堿、燒堿、電石、焦炭、合成氨、尿素以及聚氯乙烯等通用合成材料和有機(jī)硅單體等多種以化石資源為原料、物耗高、排放高的大宗基礎(chǔ)產(chǎn)品都是世界產(chǎn)能產(chǎn)量第一位。

　　另一個(gè)表現(xiàn)是我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)的原料結(jié)構(gòu)重。世界化學(xué)工業(yè)從起步一直到上世紀(jì)六七十年代,都是以煤化工、鹽化工為主體,“二戰(zhàn)”結(jié)束以后發(fā)達(dá)國(guó)家加快原料結(jié)構(gòu)調(diào)整、加快向石油化工的轉(zhuǎn)型。到上世紀(jì)80年代末,發(fā)達(dá)國(guó)家基本完成以石油和天然氣為原料的石油化工為主的轉(zhuǎn)型。而我國(guó)因工業(yè)化和現(xiàn)代化起步較晚,又加上“富煤貧油少氣”的資源稟賦,我國(guó)目前石化產(chǎn)業(yè)的原料結(jié)構(gòu)仍然是煤油氣鹽并重的局面。最具代表性的是合成氨和甲醇,發(fā)達(dá)國(guó)家都是以天然氣為主,而我國(guó)今天仍有約80%的合成氨和甲醇都是以煤為原料。另一個(gè)代表性的產(chǎn)品是聚氯乙烯,發(fā)達(dá)國(guó)家伴隨石油化工的發(fā)展都已轉(zhuǎn)型為以乙烯為原料的氧氯化工藝,而我國(guó)約80%的聚氯乙烯仍是以電石為原料的乙炔化工。還有1,4-丁二醇,發(fā)達(dá)國(guó)家大多以C₄為原料的石油路線,而我國(guó)也是以電石為原料的炔醛法(Reppe工藝)為主。類似的還有甲醛、醋酸、聚乙烯醇等產(chǎn)品,在發(fā)達(dá)國(guó)家都是天然氣為起始原料,而我國(guó)生產(chǎn)這些產(chǎn)品的起始原料也是以煤為主。因資源稟賦造成的這種產(chǎn)品鏈結(jié)構(gòu)和原料結(jié)構(gòu),自然也就帶來(lái)了我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)的能耗和碳排放量遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平,在適應(yīng)未來(lái)的低碳和碳達(dá)峰碳中和過(guò)程中,也就面臨著更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　高端少,主要是指我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)“低端過(guò)剩、高端短缺”的結(jié)構(gòu)性矛盾仍然十分突出。我國(guó)20多種大宗基礎(chǔ)化工產(chǎn)品產(chǎn)能產(chǎn)量多年高居世界榜首,而專用化學(xué)品和功能化學(xué)品、化工新材料及其高端復(fù)合材料、高性能纖維、高端膜材料等多年來(lái)一直依賴進(jìn)口,就連高端聚烯烴及其專用料的大量市場(chǎng)需求也是靠進(jìn)口。“十三五”以來(lái)我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)多年的貿(mào)易逆差都高于2500億美元,2021年2689.9億美元。所以,高端、精細(xì)、專用化學(xué)品和高性能材料及其復(fù)合材料少,難以滿足我國(guó)高端制造業(yè)、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)以及航空航天、國(guó)防軍工等需求的矛盾還是明顯的。創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的相關(guān)內(nèi)容,在此不再贅述。

鑒古知今,做好當(dāng)下

　　今日之中國(guó)石化產(chǎn)業(yè),自2010年高居世界石化產(chǎn)業(yè)第二和世界化工產(chǎn)業(yè)之首,歐洲化工理事會(huì)和多家跨國(guó)公司預(yù)測(cè)：2030年中國(guó)之化工占比將占半壁江山。所以,國(guó)際化工協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)(ICCA)以及美歐日韓等石化與化工組織及眾多跨國(guó)公司,都十分關(guān)注中國(guó)石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及中國(guó)石化產(chǎn)業(yè)界的方向、重點(diǎn)及聲音。

　　但我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到,我們只是石化大國(guó)、還不是強(qiáng)國(guó),我們的規(guī)模和數(shù)量有著一定的優(yōu)勢(shì),但我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有差距,創(chuàng)新能力和創(chuàng)新水平差距明顯,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)際經(jīng)營(yíng)水平差距更大。認(rèn)識(shí)到差距并正視差距,才能奮起直追、縮小差距,了解世界化工和石化產(chǎn)業(yè)的歷史和發(fā)展史,才能更好地汲取先工業(yè)化過(guò)程所走的彎路和教訓(xùn)、借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)化和現(xiàn)代化的經(jīng)驗(yàn),尤其是學(xué)習(xí)借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家和跨國(guó)公司自上世紀(jì)90年代以來(lái)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的成功經(jīng)驗(yàn)。立足今天石化大國(guó)的現(xiàn)狀和基礎(chǔ),堅(jiān)定地推進(jìn)石化大國(guó)向石化強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。

　　一是結(jié)構(gòu)優(yōu)化轉(zhuǎn)型升級(jí)是當(dāng)下的重點(diǎn)。“十三五”以來(lái),石化全行業(yè)貫徹國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)[2016] 57號(hào)文《關(guān)于石化產(chǎn)業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)促轉(zhuǎn)型增效益的指導(dǎo)意見(jiàn)》,調(diào)結(jié)構(gòu)、促轉(zhuǎn)型都取得了明顯成效。但當(dāng)前石化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重和“低端過(guò)剩、高端短缺”的矛盾,仍需要我們加快結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí),實(shí)際上很多跨國(guó)公司已經(jīng)為我們提供了有益的借鑒。

　　杜邦成立220年來(lái),第一個(gè)百年是一家火藥公司,之后通過(guò)不斷依靠創(chuàng)新、加快戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,在第二個(gè)百年實(shí)現(xiàn)了由火藥帝國(guó)向材料公司的轉(zhuǎn)變,并成為聚酯、尼龍、聚甲醛、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對(duì)苯二甲酸1,4-環(huán)己烷二甲醇酯(PCT)、液晶聚合物等合成材料和工程塑料的領(lǐng)導(dǎo)者,進(jìn)入第三個(gè)百年的時(shí)候,杜邦又宣布將加快向生命科學(xué)公司轉(zhuǎn)型。但2018年與陶氏合并、并于2019年6月1日再拆分出新杜邦的這次轉(zhuǎn)型,我始終認(rèn)為值得商榷,因?yàn)椴煌耆嵌虐畹淖灾魉鶠?究竟有多少被動(dòng)和無(wú)奈也許歷史會(huì)做出驗(yàn)證。

　　另兩個(gè)大家熟悉的跨國(guó)公司是帝斯曼和索爾維。帝斯曼120年前成立時(shí)是一家煤炭公司,從煤和煤化工起家,逐漸發(fā)展焦?fàn)t煤氣、化肥、橡膠塑料、精細(xì)化學(xué)品和高性能材料,去年又重組出去高性能材料業(yè)務(wù),今天已轉(zhuǎn)型為營(yíng)養(yǎng)化學(xué)品、醫(yī)藥和專用化學(xué)品的先導(dǎo)性公司。索爾維因1861年創(chuàng)新成功“索爾維制堿法”比原來(lái)的呂布蘭制堿法原料易得、污染少、燃料消耗也少而更具競(jìng)爭(zhēng)力起家,在侯德榜《純堿制造》公布之前、70多年靠技術(shù)封鎖壟斷世界市場(chǎng),但索爾維今天的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)已完全轉(zhuǎn)型為化工新材料和功能化學(xué)品,其血液透析材料、液晶顯示材料、信息用化學(xué)品等具有很強(qiáng)的全球競(jìng)爭(zhēng)力。

　　日本化工界的轉(zhuǎn)型也值得我們關(guān)注,2016年我?guī)ш?duì)訪問(wèn)經(jīng)產(chǎn)省、日本化工協(xié)會(huì)、石化協(xié)會(huì)及部分企業(yè)時(shí)了解到,日本本土的石腦油裂解裝置已關(guān)掉3套,其關(guān)閉總產(chǎn)能約85萬(wàn)噸/年,原因是中韓石化產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展和海灣地區(qū)輕烴制烯烴的成本優(yōu)勢(shì)帶來(lái)的壓力。繼今年3月三井化學(xué)宣布退出精對(duì)苯二甲酸(PTA)業(yè)務(wù)之后,4月住友化學(xué)又宣布將退出己內(nèi)酰胺和乙丙橡膠業(yè)務(wù),日本化工企業(yè)的這種轉(zhuǎn)型值得我們思考。鑒于我國(guó)成品油過(guò)剩、新能源車快速推進(jìn)、化工新材料和精細(xì)化學(xué)品短缺的狀況,我們的石化企業(yè)應(yīng)當(dāng)加快推進(jìn)“減油增化”的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)程,在成品油的產(chǎn)出比例上也要盡量調(diào)低柴汽比。原來(lái)已建成的具有經(jīng)濟(jì)規(guī)模的千萬(wàn)噸級(jí)及其以上的煉油裝置,也要科學(xué)論證、科學(xué)設(shè)計(jì)并延伸產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)品鏈,充分利用好已有的產(chǎn)品基礎(chǔ)以增產(chǎn)烯烴及其高端聚合物和精細(xì)化學(xué)品為目標(biāo),做好產(chǎn)業(yè)鏈延伸和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)優(yōu)化。無(wú)機(jī)及精細(xì)化學(xué)品企業(yè),要在精細(xì)化、差異化、功能化上下功夫。

　　二是綠色低碳轉(zhuǎn)型是當(dāng)下的緊迫任務(wù)。綠色低碳轉(zhuǎn)型是為應(yīng)對(duì)全球氣候變暖,各個(gè)國(guó)家、各行各業(yè)共同的行動(dòng),雖然目前的俄烏沖突造成的能源供應(yīng)、尤其是天然氣供應(yīng)緊張,綠色低碳遇到了新的挑戰(zhàn)。但是,如果氣溫升高主要是人為大量排放溫室氣體造成的成為共識(shí)的話(已成為多數(shù)國(guó)家、多數(shù)人的共識(shí)),為保護(hù)人類唯一的地球家園而持續(xù)加大綠色低碳轉(zhuǎn)型力度、向著碳中和目標(biāo)共同持續(xù)努力的大趨勢(shì)就不會(huì)改變。

　　石化產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè),目前也是以石油、天然氣、煤炭等化石資源為原料的產(chǎn)業(yè),在生產(chǎn)石化產(chǎn)品的過(guò)程必然伴隨二氧化碳的發(fā)生,其排放量居工業(yè)領(lǐng)域前列,因此石化產(chǎn)業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型比其他行業(yè)更為緊迫。

　　“十四五”期間,石化行業(yè)及其重點(diǎn)領(lǐng)域、重點(diǎn)產(chǎn)品、重點(diǎn)企業(yè)實(shí)施綠色低碳轉(zhuǎn)型的要求、目標(biāo)和措施、路徑都已明確。《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》、國(guó)務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》以及國(guó)家發(fā)改委、工信部等部委印發(fā)的《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平(2021年版)》《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南(2022年版)》以及《關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《石化化工行業(yè)碳達(dá)峰碳中和行動(dòng)方案》等,無(wú)論是對(duì)碳達(dá)峰碳中和的戰(zhàn)略部署、戰(zhàn)略目標(biāo)和總體要求,還是對(duì)石化化工行業(yè)的煉油、乙烯、對(duì)二甲苯、合成氨、燒堿、純堿、焦化等重點(diǎn)子行業(yè)和重點(diǎn)產(chǎn)品,都提出了具體的要求、目標(biāo)和采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備等路徑選擇。不僅有指標(biāo)的要求,還有規(guī)模的要求,幾乎對(duì)每一個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)品都再次明確“對(duì)能效水平在基準(zhǔn)值以下,且無(wú)法通過(guò)節(jié)能改造達(dá)到基準(zhǔn)值以上的生產(chǎn)裝置”,對(duì)煉油產(chǎn)能是“按照等量或減量置換的要求,通過(guò)上優(yōu)汰劣、上大壓小等方式加快退出”；對(duì)于其他重點(diǎn)石化產(chǎn)品則一律強(qiáng)調(diào)“無(wú)法通過(guò)節(jié)能改造達(dá)到基準(zhǔn)值以上的,加快淘汰退出”。建議我們的重點(diǎn)石化企業(yè)一定要高度重視、認(rèn)真研究,加快重點(diǎn)企業(yè)和重點(diǎn)產(chǎn)品的綠色低碳轉(zhuǎn)型。

　　三是關(guān)鍵核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化是重點(diǎn)。新世紀(jì)以來(lái)、尤其是“十三五”以來(lái),石化領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外創(chuàng)新不斷,新的重大成套技術(shù)、關(guān)鍵核心技術(shù)以及新工藝、新設(shè)備、核心催化劑相繼取得突破,并成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,國(guó)內(nèi)外石化產(chǎn)業(yè)的整體技術(shù)水平又有大的提升和新的跨越。

　　最具有代表性、也是近10年來(lái)產(chǎn)業(yè)化、大型化發(fā)展最快的要數(shù)“烯烴原料輕質(zhì)化”和“原油直接制化學(xué)品”。最具代表性的國(guó)家或區(qū)域要數(shù)北美和海灣地區(qū),北美以美國(guó)為代表近10年來(lái)乙烯增量明顯高于以往,而新增乙烯主要采用乙烷裂解工藝；海灣地區(qū)以沙特為代表,新增烯烴主要以凝析液的輕烴組分為原料。

　　2019年3月,我曾帶隊(duì)訪問(wèn)陶氏并參觀了陶氏在休斯敦剛剛建成投產(chǎn)的乙烷裂解制乙烯裝置,當(dāng)時(shí)陪同人員對(duì)我們講“這是世界上規(guī)模最大的、已投產(chǎn)的乙烷裂解裝置”,并告訴我們相鄰的一套裝置是巴西石化剛投產(chǎn)不久的“丙烷脫氫制丙烯裝置”。大家對(duì)SABIC的歷史和成立背景并不陌生：SABIC成立的主要目的就是為了更好地利用石油伴生氣資源生產(chǎn)烯烴、有機(jī)化學(xué)品和聚合物。美國(guó)是因?yàn)轫?yè)巖氣革命成功乙烷和天然氣資源豐富,海灣是石油伴生氣中輕烴資源豐富,關(guān)鍵是以輕烴為原料(乙烷裂解制乙烯、丙烷脫氫制丙烯)制取烯烴,其工藝流程短、投資省、產(chǎn)品純度高,與石腦油裂解或其他途徑所獲得烯烴相比、其生產(chǎn)成本最低。

　　我國(guó)“十三五”以來(lái)依靠進(jìn)口液化丙烷(或混合輕烴)已建成投產(chǎn)20套丙烷脫氫制丙烯裝置,已投產(chǎn)4套乙烷裂解制乙烯裝置(中石油2套依靠自產(chǎn)乙烷,另2套衛(wèi)星石化靠進(jìn)口乙烷、新浦化學(xué)是進(jìn)口混合輕烴),目前國(guó)內(nèi)輕烴制乙烯占比還很低,而丙烷脫氫制丙烯約占到我國(guó)丙烯總產(chǎn)能的20%左右。下一步在科學(xué)論證輕烴來(lái)源和供應(yīng)鏈安全以及經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的前提下,還可以慎重決策以輕烴為原料的烯烴裝置建設(shè)。

　　“原油直接制化學(xué)品”是“十三五”以來(lái)國(guó)內(nèi)談?wù)撟疃嗟男鹿に嚒?019年3月,我?guī)ш?duì)訪問(wèn)和考察了埃克森美孚在新加坡裕廊島的全球唯一的一套100萬(wàn)噸/年乙烯工業(yè)化裝置,其化學(xué)品的產(chǎn)出率高達(dá)50%~70%,乙烯的成本比石腦油裂解低約100美元/噸。后來(lái)與沙特阿美交流中了解到,沙特阿美和SABIC、清華大學(xué)合作,也已經(jīng)掌握了原油直接制化學(xué)品的技術(shù),籌劃和擬建工業(yè)化裝置。2021年,中石化石科院、北京化工研究院都相繼宣布開發(fā)成功原油直接制化學(xué)品的技術(shù)。中海油吳青總工告訴我：中海油在惠州大亞灣也經(jīng)工業(yè)性試驗(yàn)驗(yàn)證了自己的原油直接制化學(xué)品的新工藝,運(yùn)行結(jié)果表明原料進(jìn)料、烯烴產(chǎn)出率都更有競(jìng)爭(zhēng)力。

　　實(shí)際上,在國(guó)內(nèi)成品油過(guò)剩的現(xiàn)狀面前,很多企業(yè)和企業(yè)家都已認(rèn)識(shí)到“少油多化”轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實(shí)重要性,“十三五”新投產(chǎn)的恒力石化、浙石化的煉化一體化裝置,通過(guò)全加氫工藝、應(yīng)用新技術(shù)和新催化劑,其烯烴和化學(xué)品產(chǎn)出率都比以前的傳統(tǒng)裝置高許多。即將投產(chǎn)的中石化鎮(zhèn)海乙烯工程、古雷一體化項(xiàng)目、洋浦烯烴裝置以及中石油大南海一體化裝置等,都在采用新技術(shù)、新工藝實(shí)現(xiàn)“減油增化”和降低柴汽比方面做了大量工作。還有離子液體烷基化、雙氧水氧化、微通道反應(yīng)器以及己二腈等技術(shù)的推廣應(yīng)用也有著良好的空間。

　　四是生物基化學(xué)品和生物可降解材料是近些年的熱點(diǎn)。生物基化學(xué)品和生物可降解材料一直是全球研發(fā)的重點(diǎn),在“雙碳”戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下,生物基可再生資源制化學(xué)品和可降解材料又迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。

　　據(jù)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)預(yù)測(cè),未來(lái)10年至少有20%以上的石化產(chǎn)品可由生物基產(chǎn)品替代,歐盟《工業(yè)生物技術(shù)遠(yuǎn)景規(guī)劃》也預(yù)測(cè)：2030年生物基原料將替代6%~12%的化工原料、30%~60%的精細(xì)化學(xué)品將由生物基獲得。大家熟悉的是生物基乙醇,美國(guó)以轉(zhuǎn)基因玉米和巴西以甘蔗為原料是技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都成熟的一個(gè)代表,以生物基乙醇為原料經(jīng)脫水反應(yīng)可獲得乙烯(上世紀(jì)80年代,北京化工研究院已開發(fā)成功工業(yè)化技術(shù)),由此只要經(jīng)濟(jì)上過(guò)關(guān)、可以制得一系列有機(jī)化學(xué)品及聚合物。

　　目前可工業(yè)化的生物基可降解材料有聚乳酸、聚羥基脂肪酸酯(PHA)、聚甲基乙撐碳酸酯(PPC)等,其他的生物基材料還有聚酰胺(尼龍11、尼龍1010、尼龍56等)以及可降解的聚對(duì)苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)、聚乙醇酸(PGA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等。

　　這次北京冬奧會(huì)一次性餐具用的就是豐原集團(tuán)提供的聚乳酸,目前PBAT、PBS、PGA等可降解塑料種類擬建規(guī)模都很大。三菱化學(xué)用異山梨醇代替雙酚A開發(fā)成功的生物基聚碳,其透明性、光學(xué)性能、高耐磨性及抗沖擊性能都優(yōu)于雙酚A型聚碳酸酯,已做成汽車全景天窗,未來(lái)不僅用于汽車、能源,還將用于光學(xué)、電子儀器、裝飾裝修等。與帝斯曼、阿科瑪、贏創(chuàng)等公司交流中也了解到他們研發(fā)的生物基丁二酸以及生物基長(zhǎng)碳鏈尼龍等。多年來(lái)一直被杜邦壟斷、比化學(xué)法更具競(jìng)爭(zhēng)力的生物基產(chǎn)品是1,3-丙二醇,制備1,3-丙二醇的化學(xué)法有丙烯醛水合氫化法和環(huán)氧乙烷羰基化法,都因設(shè)備投資高、過(guò)程污染重、成本高而退出。1,3-丙二醇的生物法分葡萄糖為原料生物發(fā)酵和甘油為原料生物發(fā)酵工藝,杜邦的葡萄糖發(fā)酵工藝質(zhì)量好、成本低而長(zhǎng)期壟斷國(guó)際市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)的甘油發(fā)酵工藝因原料轉(zhuǎn)化率低、產(chǎn)品高端用途受限而競(jìng)爭(zhēng)力差些。因此,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)新型聚酯纖維PTT所需的1,3-丙二醇部分可國(guó)內(nèi)供應(yīng),而化妝品、醫(yī)藥等高端領(lǐng)域基本被杜邦壟斷。我們?cè)M織國(guó)家科技攻關(guān)的聚丙烯酰胺也是分化學(xué)法和生物法,作為三次采油用化學(xué)品和造紙用、水處理用等多用途的聚丙烯酰胺,與1,3-丙二醇一樣也是生物法比化學(xué)法更具競(jìng)爭(zhēng)力。

　　今天主要談?wù)勆锟山到獠牧?這是自國(guó)家頒布“禁(限)塑令”以來(lái)十分火爆的一個(gè)領(lǐng)域。生物可降解材料的確可以在一次性購(gòu)物(包裝)袋、地膜、快遞、醫(yī)用等領(lǐng)域替代原來(lái)的不可降解塑料,但因使用和加工性能所限、不可能在所有的塑料應(yīng)用場(chǎng)景全部替代原來(lái)的不可降解塑料。這幾年生物可降解材料的火爆也是全球?yàn)榻鉀Q塑料污染問(wèn)題而更加重視,我們還應(yīng)客觀地評(píng)價(jià)塑料誕生百年來(lái)為人類社會(huì)和文明進(jìn)步所作出的重要貢獻(xiàn),尤其是在代鋼代木、節(jié)能減排等方面發(fā)揮的重要作用。

　　塑料污染、塑料的海洋污染是由于使用不當(dāng)、加上隨意丟棄造成的,解決塑料污染問(wèn)題、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和海洋,不可能依靠可降解材料全部代替不可降解材料這單一路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。不可降解材料的合理回收和科學(xué)循環(huán)再利用是解決塑料污染的重要途徑之一。

　　循環(huán)利用又分物理循環(huán)和化學(xué)法循環(huán),不可降解材料的物理梯級(jí)循環(huán)利用是目前相對(duì)實(shí)用的路徑,而化學(xué)法循環(huán)再利用是實(shí)現(xiàn)不可降解材料高值循環(huán)利用的重要方法,也是化學(xué)反應(yīng)技術(shù)發(fā)揮重要而不可替代作用的領(lǐng)域之一,更是化學(xué)家和化學(xué)工程師們面臨的重要課題。化學(xué)法循環(huán)再利用不是什么新課題,伴隨著高分子化學(xué)的發(fā)展和聚合物的日益增多,化學(xué)家已經(jīng)注意到高分子材料難降解的問(wèn)題,并開始研究如何化解未來(lái)的塑料污染問(wèn)題。

　　有些人不了解化學(xué)的反應(yīng)過(guò)程、也不了解化學(xué)家的能耐,化學(xué)反應(yīng)大多都是可逆的：能合成就能分解、能聚合就能解聚。化學(xué)家的能耐就是：自己聚合反應(yīng)得到的高分子聚合物、就一定能夠通過(guò)解聚(或裂解)反應(yīng)使之分解。有的人覺(jué)得神奇,實(shí)際上這是化學(xué)反應(yīng)的基本原理,技術(shù)上沒(méi)有障礙,只是成本和代價(jià)問(wèn)題,即經(jīng)濟(jì)性能否過(guò)關(guān)?熟悉化工歷史和發(fā)展過(guò)程的人可能記得：杜邦上世紀(jì)90年代就開始研發(fā)廢物減量化,那時(shí)杜邦就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到“廢棄物是未充分利用的資源”,自杜邦公司不斷創(chuàng)新新聚合物、引領(lǐng)高分子材料高歌猛進(jìn)的時(shí)候,杜邦就已經(jīng)開始投入大量人力物力開發(fā)廢塑料的回收利用技術(shù)。已經(jīng)開發(fā)成功的“甲醇分解技術(shù)”將廢聚酯(PET)飲料瓶分解成對(duì)苯二甲酸二甲酯和乙二醇單體,然后重新合成新的PET；1991年杜邦就回收利用了12.7萬(wàn)噸工藝廢料。上世紀(jì)末和本世紀(jì)初,杜邦共運(yùn)營(yíng)著11個(gè)塑料再生利用裝置,每年加工廢塑料量為45.4萬(wàn)噸。今天的巴斯夫也在研發(fā)熱裂解工藝,把廢塑料熱裂解為合成氣或油品,用這種原料在路德維希港一體化基地再生產(chǎn)各種化學(xué)品或聚合物,品質(zhì)達(dá)到食品級(jí)。那有人會(huì)問(wèn)“為什么沒(méi)有推廣開呢？”前面講了“技術(shù)不成問(wèn)題,關(guān)鍵是運(yùn)營(yíng)成本和回收后的塑料、價(jià)格是高于還是低于新塑料的價(jià)格?即經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力問(wèn)題”。

　　目前廢棄塑料的污染在持續(xù)惡化,尤其是對(duì)海洋生態(tài)造成的惡化更加嚴(yán)重,所以聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署、世界塑料理事會(huì)以及“終止塑料廢棄物聯(lián)盟”等國(guó)際組織,還有巴斯夫、科思創(chuàng)、亨斯邁、埃克森美孚、殼牌、中石化、石科院、金發(fā)科技、瞿金平院士、陳學(xué)庚院士等眾多企業(yè)和科學(xué)家、企業(yè)家,都開啟了創(chuàng)新廢棄塑料回收與循環(huán)利用的新篇章。今天看起來(lái)日益嚴(yán)峻的塑料污染問(wèn)題終會(huì)被解決的,可僅有成熟的技術(shù)是不夠的,還需要政策的推動(dòng)與支持、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力以及人們的共識(shí)和全球的行動(dòng)。

以史為鑒,開創(chuàng)未來(lái)

　　時(shí)代的列車已駛?cè)?1世紀(jì)20年代,世界石化產(chǎn)業(yè)已成為一個(gè)成熟而重要的產(chǎn)業(yè),石化產(chǎn)品與合成材料涉及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及人類生活的方方面面,這都對(duì)石化產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提出了更高的要求。去年結(jié)合建黨百年學(xué)習(xí)黨史,我們不斷深化行業(yè)史的學(xué)習(xí),學(xué)史明理、學(xué)史思辨,關(guān)鍵是以史為鑒、開創(chuàng)未來(lái),中國(guó)經(jīng)濟(jì)正行進(jìn)在高質(zhì)量發(fā)展的新階段,我國(guó)石化產(chǎn)業(yè)也正處于石化大國(guó)向強(qiáng)國(guó)跨越的關(guān)鍵期,如何以史為鑒、開創(chuàng)未來(lái)？世界化學(xué)工業(yè)和石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展史告訴我們：關(guān)鍵靠創(chuàng)新。

　　但今天是21世紀(jì),化學(xué)、化工與石化的創(chuàng)新與過(guò)去的歷史時(shí)期有著很多不同。

　　一是方法不同。以近代化學(xué)的鼻祖波義耳1654年通過(guò)真空實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氣體的體積與壓力成反比的“波義耳法則”和他1661年出版《懷疑的化學(xué)家》為標(biāo)志,打開了人類探索化學(xué)的大門。100多年后,拉瓦錫的“燃燒實(shí)驗(yàn)”又為人們打開了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的大門,化學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新更加提速。但那時(shí)以及再以后的100多年,化學(xué)領(lǐng)域的很多創(chuàng)新都是偶然的。

　　如1856年一名18歲的學(xué)生想合成瘧疾特效藥奎寧,卻意外獲得了合成染料。這就是皇家化學(xué)院的帕金,他實(shí)驗(yàn)得到了一塊褐色狀物,不知為何物。他把其中一種原料苯甲胺換成了苯胺再試,得到的是黑色物,雖然當(dāng)時(shí)不知這黑色物的化學(xué)結(jié)構(gòu),卻發(fā)現(xiàn)這種黑色物可以把織物染成紫色,最早的合成染料“苯胺紫”誕生了,很快就誕生了拜耳和巴斯夫的前身--巴登苯胺等合成染料公司。

　　青霉素的發(fā)現(xiàn)也是偶然。倫敦圣瑪麗醫(yī)院的弗萊明1928年正在研究流感病毒,外出休假幾天歸來(lái),發(fā)現(xiàn)葡萄球菌培養(yǎng)皿被霉污染了,并發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基里種的菌受到霉的抑制。弗萊明進(jìn)一步研究這個(gè)霉屬青霉菌,進(jìn)而提取出有效成分命名為青霉素。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),青霉素能殺死很多病菌,但對(duì)動(dòng)物和白細(xì)胞無(wú)害,全球知名的青霉素被意外發(fā)現(xiàn)。

　　門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期表也很有意思。他一直想把已發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素進(jìn)行分類和排序,但一直未能如愿,他就把已發(fā)現(xiàn)的元素寫在紙片上,在坐火車的漫長(zhǎng)旅途中把玩,并試圖按原子量或原子價(jià)進(jìn)行分類。當(dāng)他按原子量的順序一排出來(lái),他便發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)確實(shí)有周期性,于是1871年他發(fā)表了元素周期表。雖然當(dāng)時(shí)因原子量估算不準(zhǔn)確有個(gè)別錯(cuò)位,也因已發(fā)現(xiàn)的元素不多、表上有不少空格,但隨著研究的深入基本補(bǔ)齊了他當(dāng)年的空格和預(yù)言,才有了今天我們看到的元素周期表。

　　這樣的故事還有很多,在20世紀(jì)之前有不少新化學(xué)品和化合物是偶然或意外發(fā)現(xiàn)的。但今天不同了,今天人們的知識(shí)和手段可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程,實(shí)驗(yàn)還沒(méi)開始、每一步得到的化學(xué)品、甚至副產(chǎn)物都基本是明了的。

　　二是條件不同。以前、就算“二戰(zhàn)”之前,我們的實(shí)驗(yàn)條件與今天相比可以說(shuō)天壤之別,尤其是分析測(cè)試儀器,我們?cè)L問(wèn)過(guò)UOP在芝加哥的創(chuàng)新總部、杜邦威明頓中央研究院、霍尼韋爾全球體驗(yàn)中心(華盛頓、休斯敦、上海)、華誼集團(tuán)科創(chuàng)研究院以及陶氏、SABIC、贏創(chuàng)、科萊恩、科思創(chuàng)、亨斯邁、塞拉尼斯、空氣產(chǎn)品等很多跨國(guó)公司的研發(fā)中心和國(guó)內(nèi)很多的研究院。今天的核磁、電鏡、激光儀、質(zhì)譜、氣液色譜等一應(yīng)俱全,確定一個(gè)新物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與過(guò)去相比很快、也很容易,再加上智能化和數(shù)字化控制系統(tǒng),大大提高了創(chuàng)新效率、縮短了創(chuàng)新周期。所以,今天的創(chuàng)新條件、創(chuàng)新手段與以前大為改善。

　　三是難度不同。今天創(chuàng)新條件好了、手段高了,可創(chuàng)新難度卻越來(lái)越大。如果以杜邦成立的1802年為出發(fā)點(diǎn),縱觀這200多年世界化工石化領(lǐng)域的眾多產(chǎn)品,大都是在19世紀(jì)和20世紀(jì)的前半期發(fā)現(xiàn)和發(fā)明、合成的。20世紀(jì)下半期以來(lái)整體看石化產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步,主要在產(chǎn)品的大型化、現(xiàn)代化,在不斷擴(kuò)展使用新用途和新領(lǐng)域,即使有的產(chǎn)品謂之“新產(chǎn)品”大多是官能團(tuán)的改變、支鏈的變化、使用性能的提升,尤其是無(wú)機(jī)化學(xué)品領(lǐng)域全新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)就更是少之又少。合成材料產(chǎn)品也是一樣,“五大通用塑料”“五大工程塑料”包括“五大特種工程塑料”幾乎都是上世紀(jì)80年代以前合成的。

　　以比較新的合成材料為例：高壓法聚乙烯是1933年發(fā)明的、低壓法聚乙烯是1953年合成的,乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)1928 年首次低壓法合成、1938年又發(fā)明了高壓聚合的專利,聚碳酸酯工程塑料是1958年熔融酯交換工藝誕生,聚甲醛是1955年獲得均聚產(chǎn)品、1961年獲得共聚產(chǎn)品,PBT于1942年就研制出來(lái),PET是1946年發(fā)表專利、1953年工業(yè)化生產(chǎn),聚四氟乙烯是1938年發(fā)現(xiàn)、1950年工業(yè)化生產(chǎn)。當(dāng)然茂金屬聚合物是20世紀(jì)50年代以后的事了,因?yàn)?952年才推定出二茂鐵的化學(xué)結(jié)構(gòu),茂金屬催化劑才開始定型。最典型的還有尼龍,最早發(fā)現(xiàn)的是尼龍6,于1837年發(fā)現(xiàn)、1942年工業(yè)化；但工業(yè)化最早的是尼龍66,于1938年工業(yè)化(1931年發(fā)現(xiàn)),往后尼龍610于1941年工業(yè)化,尼龍1010于1961年工業(yè)化,尼龍1212是1990年工業(yè)化。看得出來(lái)尼龍系列這些產(chǎn)品只是碳鏈長(zhǎng)短或脂肪族與芳香族的不同,基本結(jié)構(gòu)都是二元酸與二元胺縮聚而成,碳鏈的長(zhǎng)短或脂肪族與芳香族決定了尼龍的化學(xué)性能和物理性能不同、致使耐溫范圍和強(qiáng)度等不同、應(yīng)用領(lǐng)域的不同,就是最新的生物基尼龍56,也只是生物發(fā)酵的戊二胺取代了己二胺的區(qū)別,并無(wú)本質(zhì)不同。茂金屬聚烯烴也是類似,催化劑不同、聚烯烴的性能和用途不同,屬類劃分還是聚乙烯聚丙烯,而不是什么別的聚合烴類。20世紀(jì)下半期以來(lái),精細(xì)化學(xué)品、農(nóng)藥、醫(yī)藥領(lǐng)域新產(chǎn)品創(chuàng)新的還有不少,其他領(lǐng)域的新化學(xué)品、新物質(zhì)創(chuàng)新難度確實(shí)越來(lái)越大。

　　四是開創(chuàng)未來(lái)的聚焦點(diǎn)如何選擇?下面這段話思考了很久,常說(shuō)“拋磚引玉”,也許這里拋出的只是塊“泥巴”。回顧了“近代化學(xué)鼻祖波義耳”和“現(xiàn)代化學(xué)之父拉瓦錫”以來(lái)的世界化工石化發(fā)展史,化工石化發(fā)展到今天,又面臨地球變暖、能源、糧食、水以及新的流行病(如當(dāng)前的新冠肺炎疫請(qǐng))等許多新的挑戰(zhàn)。21世紀(jì)的今天確實(shí)與歷史上任何一個(gè)時(shí)期都有很大的不同,化學(xué)化工確實(shí)也能夠?yàn)榻鉀Q所面臨的新挑戰(zhàn)發(fā)揮特別的作用。

　　開創(chuàng)未來(lái)的第一個(gè)聚焦點(diǎn)是化學(xué)合成新方法的創(chuàng)新。化學(xué)合成可以比作化學(xué)的“核”,化學(xué)合成方法若實(shí)現(xiàn)突破、實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新,一定是重大突破和重大創(chuàng)新。世界化工創(chuàng)新發(fā)展史也充分證明了這一點(diǎn),自波義耳至今整整350年,世界化學(xué)工業(yè)開啟快速發(fā)展大門是與第二次工業(yè)革命同步、現(xiàn)代合成化學(xué)的誕生,1862年化學(xué)家將氫氣通入碳電極的電弧中得到了乙炔,再過(guò)4年實(shí)驗(yàn)人員通過(guò)乙炔合成了苯,從此開啟了合成方法的研究,有機(jī)化合物的數(shù)量快速增加,世界化學(xué)工業(yè)翻開了新的一頁(yè)。有機(jī)化學(xué)、高分子化學(xué)、現(xiàn)代生物化工相繼誕生,世界化工石化產(chǎn)業(yè)開始翻天覆地的變化。我們的科學(xué)家要開創(chuàng)未來(lái)首先聚焦的就應(yīng)當(dāng)是新的化學(xué)合成方法,聚焦高選擇性、能耗少、環(huán)境友好、定向合成,在新催化劑、分子設(shè)計(jì)、手性合成以及原子催化等方面。催化劑是關(guān)鍵,如合成氨：1905年哈伯從化學(xué)平衡上就已知道可以通過(guò)氮?dú)夂蜌錃夂铣砂?到1909年以鋨作催化劑才實(shí)現(xiàn)了氨的合成,直到1913年與巴斯夫的工程師博世合作開發(fā)成功高效的鐵系催化劑才最終實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。再就是,要是沒(méi)有釩系催化劑很多氧化反應(yīng)就難以實(shí)現(xiàn)、要是沒(méi)有銠膦絡(luò)合催化劑羰基化反應(yīng)難以實(shí)現(xiàn)、如果離開了鎳系催化劑很多加氫反應(yīng)就失去了活力......

　　第二個(gè)聚焦點(diǎn)是生命科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新。自20世紀(jì)下半期以來(lái),化學(xué)逐步滲透到人類社會(huì)的各個(gè)方面,今天不僅是工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、制造業(yè)領(lǐng)域,醫(yī)藥、生物,甚至生態(tài)環(huán)境治理、轉(zhuǎn)基因種子、高效高品質(zhì)農(nóng)業(yè)、靶向病蟲草害防治,還有人類難以醫(yī)治的很多疾病的靶向治療、細(xì)胞定向修復(fù)、人造器官等,這些都與今天的化學(xué)科學(xué)家們的創(chuàng)新密切相關(guān)。上世紀(jì)下半期以來(lái),生物化學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的人迅速增加,很多都集中在分子生物學(xué)、DNA、核苷酸和核苷酸輔酶、蛋白質(zhì)、胰島素、植物光合作用、氨基酸、遺傳工程基礎(chǔ)、生物大分子結(jié)構(gòu)測(cè)定等方面。彭孝軍院士研發(fā)的腫瘤靶向治療就取得了很好的臨床成果；三菱化學(xué)的細(xì)胞修復(fù)試劑、上海化工研究院和三菱化學(xué)的氧18特種水,主要用于核醫(yī)學(xué)成像、生物醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的示蹤劑。今天的化學(xué)家和創(chuàng)新工作者,千萬(wàn)不能認(rèn)為這些與我無(wú)關(guān)。

　　第三個(gè)聚焦點(diǎn)是新能源的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。人類社會(huì)的現(xiàn)代化和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,化石資源的大量消耗,溫室氣體的持續(xù)大量排放,地球已到了難以承受的地步,目前履行《巴黎協(xié)定》越來(lái)越成為共識(shí),呼聲越來(lái)越強(qiáng)烈,新能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型迫在眉睫。新能源及新能源汽車等所需的很多高性能催化材料、高性能膜材料、絕緣材料以及很多功能化學(xué)品,都離不開化學(xué)、化工和石化。而新能源轉(zhuǎn)型所需的這些高性能材料和功能性產(chǎn)品、尤其是能效轉(zhuǎn)化效率高的材料,目前都有很大的差距,因材料的制約技術(shù)上難過(guò)關(guān),經(jīng)濟(jì)上更難過(guò)關(guān)。

　　一個(gè)最典型的代表就是未來(lái)作為新能源的綠氫制備、儲(chǔ)運(yùn)與使用。作為新能源首先制取方法要過(guò)關(guān),目前的化石資源制氫、電解水制氫、甲醇分解制氫等方法,所獲得氫都難以滿足新能源大量使用的要求,工業(yè)副產(chǎn)氫可以做局部區(qū)域示范性應(yīng)用。科學(xué)家預(yù)測(cè)陽(yáng)光分解水制氫的最終成功,才是氫作為清潔能源實(shí)現(xiàn)的一天。陽(yáng)光分解水制氫國(guó)際國(guó)內(nèi)都在研發(fā)與創(chuàng)新過(guò)程中,三菱化學(xué)、東京大學(xué)以及中國(guó)科技大學(xué)等都取得了較好的階段性成果,但是能效轉(zhuǎn)化率太低、所獲得的氫的成本太高,急需在高效催化劑制備及涂敷技術(shù)、氫氧分離的高性能分離膜以及氫的儲(chǔ)運(yùn)材料等方面獲得創(chuàng)新與突破。綠氫突破以后,與捕集提純的工業(yè)排放二氧化碳反應(yīng)就可以獲得甲醇及烯烴和一系列有機(jī)化學(xué)品、高分子聚合物。

　　第四個(gè)聚焦點(diǎn)是二氧化碳資源化利用的綠色化學(xué)創(chuàng)新。碳達(dá)峰碳中和為化學(xué)家又提出了新的創(chuàng)新命題,碳捕集、利用與封存(CCUS)國(guó)內(nèi)外都在開展示范性應(yīng)用和工程化放大試驗(yàn)；二氧化碳制化學(xué)品的創(chuàng)新國(guó)內(nèi)何鳴元院士、韓布興院士、丁奎嶺院士、李燦院士以及上海高研院、中科院化學(xué)所等眾多機(jī)構(gòu)都積累了很多階段性成果和寶貴的經(jīng)驗(yàn),但是離產(chǎn)業(yè)化還有不小的距離,這方面的創(chuàng)新是化學(xué)家和科技工作者需要聚焦的新命題。

　　以二氧化碳為原料合成甲醇,進(jìn)而制烯烴、有機(jī)化學(xué)品、油品等,去年看到美國(guó)的Twelve公司利用一種金屬催化劑已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了二氧化碳和水制得聚丙烯,其聚丙烯的功效和性能與石腦油聚丙烯一樣,已與奔馳合作生產(chǎn)出世界上第一個(gè)以二氧化碳為原料的汽車零件,并且已于汽車、家居、服裝等多個(gè)品牌以及寶潔和美國(guó)航空航天局達(dá)成合作。二氧化碳為原料人工合成淀粉已在中科院天津工業(yè)生物所實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)。二氧化碳合成汽油中科院大連化物所已取得突破,首套千噸級(jí)中試裝置已順利生產(chǎn)出符合國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)汽油。二氧化碳與環(huán)氧乙烷制碳酸二甲酯奧克化學(xué)與張鎖江院士合作已取得階段性工業(yè)化成果。巴斯夫開展的二氧化碳與甲烷干重整制合成氣也取得階段性成果,同時(shí)正在研發(fā)二氧化碳與乙烯為原料合成丙烯酸,進(jìn)而生產(chǎn)高吸水性樹脂用于嬰兒和老年用品。二氧化碳資源化利用綠色化學(xué)的突破正在穩(wěn)步取得進(jìn)展和突破,再過(guò)15年左右必將為碳中和作出重要貢獻(xiàn)。

　　至此,這波疫情期間、靜下來(lái)梳理的“石化百年史是一部創(chuàng)新史”“石化百年史是一部艱苦創(chuàng)業(yè)史”“以史為鑒,開創(chuàng)未來(lái)”三篇連載,告一段落。這算是疫情帶給本人的意外收獲,也希望帶給石化同仁和朋友們某些回憶和啟發(fā),對(duì)石化行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展不可能帶來(lái)微許漣漪,就算是一點(diǎn)點(diǎn)“水漂”也值得欣慰,讓我們共同攜手：承繼傳統(tǒng),以史為鑒,開創(chuàng)未來(lái)。