创新技术:助力环保改善形象

由于行业自身的特点, 石化行业属环境事件多发“地带”, 近年发生的一些环境事件也给行业发展带来了负面影响。而国家先后出台的“大气十条”、新《环保法》、“水十条”等政策, 更是让行业环保压力骤增。如何让行业的发展更清洁, 让公众不再谈“化”色变?业界专家、企业的感受是:环保技术的不断进步与创新是改善行业形象的关键。

谁掌握技术谁就抢占先机

中国石油和化学工业联合会副秘书长、科技与装备部主任胡迁林表示, 未来, 石化行业必然会朝着绿色、低碳、环保、本质安全的方向发展, 而科技创新是产业做强的基础。在科技创新发展的新趋势面前, 世界主要经济体都在寻找突破口, 以抢占未来石化行业发展的先机。

胡迁林指出, 石油和化工行业是耗能大户, 行业总能耗在全国工业行业中位列前三, 部分石化产品的单位能耗甚至超出发达国家平均水平的20%~30%。与此同时, 石化行业的污染情况也较为严峻, “三废”排放总量一直位于全国工业领域前列。

胡迁林表示, 当前, 安全环保事故频发, 给石化行业的形象造成了无法弥补的损失, 也使舆论压力加大。比如, 我国此前大力发展煤化工的初衷是促进煤炭资源的清洁利用, 减少煤炭在使用过程中对环境的污染, 是保护环境的战略之举。而我国近几年发生的污染事件中, 一些现代煤化工示范项目却屡屡中枪, 给公众留下了煤化工就是污染项目的不良印象。当前煤化工项目存在着水资源匮乏, 以及废水、灰渣、盐泥、废气治理难等问题。因此, 广大科研单位和企业应当相互合作, 围绕构建本质安全和环境友好型企业的目标, 研发出一批安全、环保、废物资源化技术。

杜邦可持续解决方案事业部大中国区总经理谢荣军表示, 有前瞻性的领导一定会从关注末端治理向全过程管理转变, 注重源头预防 (排污许可证制度) 、生产工艺 (清洁生产、最佳可行技术) 、产品生命周期管理 (环境监理) 、生态工业、循环经济。因为只有这样, 企业才能在环保升级的大潮中立于不败之地。

中国蓝星 (集团) 股份有限公司董事长、总经理彭玉成表示, 谁掌握了最先进的节能环保技术, 谁就抢占了未来发展的主动权和制高点。

为此, 我国在治理环境方面可谓新招百出, 放在首要位置的即是加大技术创新力度。近年来, 我国一直花大力气攻关环保技术, 石油和化工行业也付出了相当大的努力。笔者从环保部获悉, 2012~2014年, 我国分别有66、62、68个项目获得年度环境保护科学技术奖, 其中有不少是石油和化工行业相关项目。

环保部副部长潘岳表示, 当前加快环保产业发展具有强烈的紧迫性。在重化工业快速发展的今天, 节能环保是一个很大的市场。加快环保产业发展, 不仅有利于污染治理和环境质量改善, 还有利于培育国民经济新的支柱产业, 更有利于支撑传统产业改造升级和经济发展方式的快速转变, 能够真正实现环境效益、经济效益、社会效益的多赢。

行业节能环保技术成果突出

国家统计局今年3月发布的最新数据显示, 与2005年相比, 2013年我国单位GDP主要污染物排放量和废水排放量下降明显。其中:单位GDP工业废水化学需氧量排放量下降60.3%, 单位GDP工业废水氨氮排放量下降48.6%, 单位GDP工业二氧化硫排放量下降62.8%, 单位GDP废水排放量下降38.5%。工业废水中污染因子的去除率明显提高。其中, 化学需氧量去除率提高19.4%, 氨氮去除率提高34.4%, 二氧化硫去除率提高37.5%;工业用水重复利用率也比2005年提高了4.4%。此外, 2011~2013年, 废气中二氧化硫、氮氧化物、烟 (粉) 尘排放量均在缓慢而有序的逐年下降。这些指标的下降, 与我国对污染物排放的重视以及严格控制是分不开的。这同时也意味着, 我国在节能环保这条路上有了突出进展。

胡迁林表示, 长期以来, 特别是“十二五”以来, 在国家创新驱动发展战略的指引下, 石化全行业把科技创新摆在发展的重要位置, 紧紧围绕提高自主创新能力, 持续增加研发投入, 积极开展研发合作与协同攻关, 特别注重环保方面的创新, 并取得了相当的进展。

据胡迁林介绍, 2014年化工行业取得了不少环保成果。比如, 极端条件下重要压力容器的设计、制造与维护项目获国家科技进步一等奖;可控结构吸附材料构建及控制油类污染物的关键技术、黄磷尾气催化净化技术与应用、有机废物生物强化腐殖化及腐植酸高效提取循环利用技术、重大化工装置中细颗粒污染物过程减排新技术研发与应用等项目, 获得国家技术发明二等奖。此外, 新疆天业 (集团) 有限公司完成的电石炉气制高纯一氧化碳和氢气工业化集成技术项目, 获得2014年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。

这些环保成果, 各有其特点。

比如黄磷尾气催化净化技术与应用项目, 针对黄磷生产过程中产生的大量有毒有害尾气, 首创了还原气氛下低温微氧催化氧化净化技术以及不易中毒的催化剂体系, 实现了还原气氛和低温微氧条件下多形态磷、硫、砷、氰等杂质同时催化氧化净化, 以及对尾气中存在的COS、CS2、HCN等有害物的高效催化转化。目前, 国内采用该项目成果已建成黄磷尾气净化与利用装置33套, 在煤化工等行业建成净化装置14套。按黄磷产能计, 已占有净化市场21.5%的份额, 覆盖全国黄磷产能的40.6%以上, 累计净化黄磷尾气39.4亿立方米, 折合节约标煤168.4万吨, 减排CO2113万吨, 累计新增产值23.9亿元。

有机废物生物强化腐殖化及腐植酸高效提取循环利用技术, 首次提出有机废物限制矿化、高效定向腐殖化的新思路, 创新了规模聚集下的有机废物有机质高效利用的模式, 破解了传统有机肥难以进入主流通道的难题。截至目前, 该成果已在国家餐厨废弃物资源化利用试点城市中建设了14个规模化处理厂。譬如, 北京朝阳高安屯餐厨废弃物资源化处理厂, 年处理餐厨废弃物13.2万吨, 年产生物腐植酸肥8万吨;成都中心城区餐厨废弃物资源化处理厂, 年处理餐厨废弃物6.6万吨, 年产生物腐植酸肥4万吨。

除此之外, 一些企业也正在为行业环保贡献自己的力量。

据哈尔滨工业大学韩洪军教授介绍, 中煤鄂尔多斯图克煤制气项目采用EBA工艺的废水回用工程, 投运至今已稳定运行17个月, 废水处理后全部回用至原水系统统一调配, 污水的处理费用约为3元/立方米, 并且这套废水处理装置的投资只占装置总投资的1%左右。中煤图克废水处理工程随机抽取的几份出水数据显示, 出水化学需氧量值均低于40毫克/升, 氨氮浓度低于0.5毫克/升。

北京圣光环保工程有限公司工程部销售经理柯琰介绍说, 圣光一直致力于开发、推广清洁环保石油化工技术。由圣光独家代理并由中国石化北京化工研究院自主研发的我国首套丁二烯尾气加氢技术, 已成功完成工业化应用, 第一套工业化装置即将在茂名石化开车, 福建联化也将紧随其后, 近年内还将在武汉石化、独山子石化以及镇海炼化等得到广泛推广。该技术有效利用了丁二烯尾气, 可将其完全加氢为碳四烷烃, 保护了环境;也可选择加氢为丁烯, 满足深加工装置的进料要求。另据了解, 由圣光独家代理并由北化院研发的浅冷油吸收法回收炼厂干气成套技术, 已成功应用于中石化齐鲁分公司, 乙烯回收率高达93%以上。

突破创新瓶颈再上一层楼

虽然我国化工环保技术创新已经取得不少成绩, 但仍面临一些瓶颈。中国石化联合会质量安全环保部环保处处长庄相宁指出, 当前, 我国在清洁生产推进过程中存在诸多问题。

首先, 清洁生产关键共性技术比较缺乏。目前我国大批高能耗、高物耗、高污染的落后工艺和设备还在运行, 资源再生、能源回收利用技术较少, 产品深度开发力度不够。虽然行业有了一批较成熟的资源节约、清洁生产和“三废”综合利用新工艺、新技术, 但总体上讲数量比较少, 水平也比较低, 特别是缺乏关键共性技术。比如, 农药、染料等精细化工行业的高浓度难降解废水源头减排技术, 高浓度氨氮废水削减技术, 电石法聚氯乙烯行业的无汞触媒技术, 磷肥行业低能耗、经济适用的磷石膏化学分解技术等, 还未从根本上取得突破, 难以形成推动清洁生产工作的有力支撑。

其次, 先进适用清洁生产技术推广缓慢。目前, 行业已经涌现出一大批先进、成熟、适用的清洁生产技术, 这些技术在推进行业节能减排、实现绿色发展过程中发挥了重要作用。但就目前来看, 有些技术推广的力度还不够大, 普及率还不够高, 应用范围还不够广。比如, 电石法聚氯乙烯行业近年来研发推广的低汞触媒技术, 可以从源头上减少近50%汞的使用, 但行业普及率仅20%;磷肥行业通过各种渠道大力推进磷石膏综合利用工作, 但综合利用率仅达到22%;铬盐行业推广的红矾钠无钙焙烧技术, 可大幅度减少有毒铬渣的产生量和处理难度, 但普及率仅30%;合成氨装置还有60%的产能采用落后的固定床间歇气化工艺;农药、染料、涂料、助剂等精细化工行业反应收率低、有毒有害物质用量大的问题也一直存在。

胡迁林表示, 我国在科技创新尤其是环保创新方面, 与发达国家相比仍存在较大差距, 具体表现在以下方面。

企业技术创新能力不强, 创新主体地位不突出。这主要体现在企业内部创新体系较简单、松散, 不够完善;激励机制不到位, 创新机制不灵活;高端技术领军人才缺失;科研投入强度不足。

创新资源分散, 低水平重复研发现象较突出。例如, 在煤制乙二醇方面, 国内有近20家单位在同时研究, 且大都处在同一阶段和层次。

研发经费投入渠道单一, 尚未建立社会资本投入科技的有效机制。研究院所和高校的研发经费来自政府的投入比重在60%以上, 来源于企业的不足15%;大中型企业的研发经费来源于企业内部资金的比重达85%以上, 来源于金融市场和政府的不足10%, 来源于国外的趋近于零。

科研、生产、设计脱节, 成果转化率低。在科研过程中, 科研单位和企业独立研究的现象很普遍, 即使科研单位和生产企业为了产品开发或生产工艺开发而合作, 往往因为利益共享机制尚不健全, 相互缺乏足够的信任, 导致不能开展深度合作;或者往往到了成果即将产业化的后期产生分歧, 致使产学研结合不紧密。在科研开发过程中, 特别是小试、中试阶段, 设计单位未能介入导致科研成果转化率偏低 (30%左右) , 也使得科研、设计严重脱节。

知识产权保护力度不够, 侵权现象比较严重。即使是企业独立自主开发的技术成果, 很多企业担心技术泄密, 往往也不愿意申请专利, 使企业拥有的发明专利很少。此外, 企业模仿、偷技术现象比较严重。往往不愿意投入资金自己开发, 而是重复别人的产品或技术, 通常的做法是挖人才。

胡迁林强调, 我国石油和化工必须依靠科技创新, 加快从要素投入驱动为主向以创新驱动发展为主转变, 这样才能有力推动产业向价值链中高端跃进, 提升行业发展的整体质量;才能更多培育面向全球的竞争新优势, 使行业发展的空间更加广阔;才能有效克服资源环境制约, 增强行业发展的可持续性。我国石化行业已经到了必须更多依靠科技创新引领、支撑产业转型升级的新阶段。