環球油品公司煉油專利技術分析

李 琰 王玲玲

(中國石油石油化工研究院蘭州化工研究中心，甘肅 蘭州 730060)

環球油品公司(簡稱UOP公司)始建于1914年，總部位于美國伊利諾伊州德斯普蘭斯市(Des-Plaines)。UOP公司在煉油化工工藝、催化劑和吸附劑的研制與商業化方面有著近100年的歷史，全球使用最廣泛的36項煉油技術中有31項是由UOP公司發明的，包括加氫處理、催化裂化、催化重整、異構化和烷基化等技術。全球有超過60%的汽油和85%的可生物降解洗滌劑采用UOP技術制備。UOP公司還首先研發了無鉛汽油、可生物降解的清潔劑。因此研究UOP公司相關專利申請情況，從專利角度分析UOP公司技術發展趨勢及技術研發重點等發展戰略，可為我國相關企業拓展研發思路提供借鑒。

文章通過檢索中國專利全文數據庫、歐洲專利數據庫和美國專利數據庫，利用Thonmson Innovation專利分析系統，收集截至2018年2月23日UOP公司的相關專利，以此為基礎對UOP公司專利情況進行了分析。

1 UOP公司在全球與中國的專利態勢

UOP公司首件專利申請于1929年，截至2018年2月23日，已在全球申請專利達2.3萬余件。注重知識產權保護，不斷地投入技術研發和創新是UOP公司能夠保持行業領先優勢的根本。以工業化為目標，所有技術成果提供給用戶的同時收取專利使用費，也是UOP公司重要的科技和經營戰略。目前，全球采用UOP公司專利技術建設的裝置近4 000套，遍布全球80多個國家。UOP公司目前能夠提供約65項專利技術許可。

UOP公司在全球與中國的專利保護態勢的特點如下。

(1)UOP公司的全球專利保護趨勢與公司技術開發階段、研發戰略相適應，已經形成專利保護大布局，并且非常重視中國市場。

UOP公司經歷了從創建初期到20世紀50年代以開發煉油技術為主、50年代以后逐步轉向石油化工技術開發、80年代開始轉向生物工程和精細化工技術開發等3個發展階段。從全球專利申請趨勢來看，基本與UOP公司的科技開發階段相符合。20世紀50—80年代，形成了一個很好的煉化技術積累和專利申請的高峰期，進入21世紀又形成新的專利申請高峰期。自1985年中國頒布專利法開始，UOP公司就在中國申請專利，并且申請量逐年遞增，這種趨勢保持了近20年，最多時每年的專利申請量近100件，充分說明中國是UOP公司非常重視的技術市場。

UOP公司的技術開發工作包括從基礎研究到中試到最終的設計和制造環節，以及工藝和產品從初步設想到完全實現工業化生產，這些研發過程產生的專利技術非常繁雜，涉及的IPC分類非常寬泛。進一步從國際專利IPC分類號進行的統計分析(見圖1)表明，UOP的技術開發優勢集中在分子篩、催化劑與吸附劑材料(B01J)領域，烴油加工(C10G)領域，芳烴、烯烴制備以及化工處理技術(C07C)，分離技術領域(B01D)等。由此可見，UOP公司的領先技術領域都有較多數量的專利做支撐，形成了專利保護大布局。

圖1 UOP公司專利技術IPC分布

(2)UOP公司的高價值專利多，且十分重視全球的專利布局，中國也是其重要的技術轉移市場。

表1數據表明，UOP公司的專利質量(引證專利、同族專利的占比)整體高于國際同類企業的平均水平(同類企業平均占比10%～15%)，從另一角度證明UOP公司自身具有很強的研發實力。31%的引證專利比率充分反映出UOP公司擁有非常多的基礎性、高價值專利，這些高價值專利主要集中在早期專利(1984—1992年，特別是1987年)中，目前均已經失效。結合同族專利的占比數據可以看出UOP公司始終致力于為全球的煉化行業提供創新技術，特別是2005年以后，UOP公司進一步加大了專利技術的全球性布局，其中，煉油加氫及催化劑制備兩個技術領域在全球的技術市場化步伐更加明顯。

表1 UOP公司的專利申請情況分析

UOP公司在發達國家與地區，如美國(專利占比41%)、加拿大(專利量占比12%)、德國(專利量占比8%)、日本(專利量占比6%)以及歐洲各國(專利量占比6%)進行了很好的專利布局，同時，在發展中國家的布局重點放在中國(專利量占比6%)和印度(專利量占比6%)。

另外，從表1可以看出，UOP公司失效專利量較高。進一步分析失效原因，除因專利權期限屆滿導致的專利失效之外，UOP公司在中國申請的專利失效比率偏高(見表2)。原因有多方面，自身技術因素使UOP公司在中國的專利授權率較低可能是主要原因，這與UOP公司在其他國家申請的狀況基本一致。

表2 UOP公司失效專利的分布

(3)UOP公司重視國內外的技術合作，通過技術聯合提高綜合研發實力。

經統計，UOP公司的合作專利申請有200余件，占其專利申請總量的1%。與UOP公司合作申請最多的為意大利的埃尼(Eni S.P.A.)公司，埃尼公司也是世界最主要的上下游一體化經營的跨國石油公司，合作申請專利主要涉及原料油加氫處理制備柴油技術。此外，UOP公司與俄羅斯Boreskov Institute of Catalysis公司也有較多的合作，合作申請主要涉及液化石油氣等的脫硫、苯烷基化技術、對苯二甲酸制備技術等。總體上，UOP公司在烯烴原料生產技術、煉油催化劑及工藝技術等方面開展了較多的合作。

2 UOP公司煉油領域重點專利技術分析

2.1 煉油重點領域的專利技術趨勢與動態

專利分析研究表明，UOP公司在催化裂化(FCC)、加氫、重整、烷基化、分子篩基礎材料等5個煉油技術方向的專利數分別為836，1 827，2 590，2 132，3 028件，總量占總申請量的44%。

(1)UOP公司在分子篩材料領域的專利在20世紀90年代前后形成研發成果高峰期后，到2010年前后其專利技術又有新突破，專利數量增長明顯；

(2)UOP公司在加氫技術領域在2005年以后也形成了一個新的研究高峰，專利技術數量也有大幅度提高；

(3)烷基化技術專利申請量自2000年以來一直呈上升態勢。

總體上，分子篩、加氫技術和烷基化技術在近幾年都是其研發的熱點，需要持續密切關注其最新專利動向。

UOP公司近幾年也十分重視在分子篩、加氫和烷基化等優勢技術領域申請中國專利，特別注重分子篩和加氫領域在中國的專利布局，這可能與迎合中國市場未來的石化行業結構調整所帶來的最迫切的需求以抓住中國市場的增長機遇直接相關。

2.2 煉油技術領域高價值專利的布局與最新專利動態

在煉油領域，UOP公司的高價值專利技術主要集中在1999年，涉及到加氫(14件)、FCC(6件)、重整(4件)、分子篩制備(4件)等專利技術，可以看到UOP在煉油領域具有綜合性技術優勢。

進一步梳理近10年UOP公司在煉油領域的重點專利技術發現，自2008年以來，UOP公司重點在生物質加氫技術，特別是在生物基柴油產品領域申請了近20件的重點專利技術，這些專利均被后續眾多專利引用，在此基礎上又開展了深入研究，因此具有較高價值。特別是US20090077864A1、US7999142B2、US7999143B2等專利更值得重點關注。與之相對應，UOP公司和意大利埃尼公司聯合開發的UOP/EniEcofining工藝技術也分別于2012年和2016年先后許可給美國的Emerald生物燃料公司、AltAir Paramount公司生產綠色柴油。UOP/EniEcofining工藝采用加氫技術將非食用天然植物油和動物脂肪轉化成霍尼韋爾綠色柴油。據報道，該產品的性能高于生物柴油和石油基柴油，十六烷值高達80(當今的市售柴油十六烷值為40～60)；能量密度高，在低溫或高溫下性能優良；與石油柴油相比，整個生命周期的溫室氣體排放可減少80%[2-3]。

2.3 UOP在中國專利申請的最新動態

近3年(自2015年開始)UOP公司在中國申請專利共69件(2015年31件，2016年38件，2017年以后的專利申請數據尚未公開，因此無法采集分析)，其中煉油領域32件，化工領域16件，分子篩7件，吸附劑5件，其他領域9件。

近幾年，UOP公司提出的新技術開發方向包括：(1)開發能夠靈活切換汽油、柴油生產的技術；(2)利用石腦油生產化工產品的替代工藝；(3)低價值甲烷的轉化技術；(4)在清潔燃料技術領域改進工藝提高脫硫效率和產品辛烷值；(5)開發新方案優化煉油廠的氫管理。這些新技術研發方向在其申請的專利中均有較突出的反映。如在中國，UOP已與多家中國企業簽訂了甲醇制烯烴(MTO)專利技術的許可，以替代石腦油生產化工產品，并推動甲烷轉化技術。UOP的MTO技術在中國市場上快速推廣應用，因此，其在MTO領域專利申請保護也同步跟進，共申請了7件專利。另一方面，UOP公司在加氫領域(加氫處理、加氫精制)申請了14件專利，說明其也非常重視在中國清潔燃料市場的擴展。在優化煉廠管理方面，UOP公司也申請了4件專利技術，同時，在FCC領域UOP公司也有較多的專利技術在中國市場申請保護。

3 對我國煉油化工領域技術研發的建議

(1)從專利申請趨勢看，UOP公司在分子篩材料領域曾于20世紀90年代前后形成專利申請高峰，到2010年前后其形成第二個申請高峰并延續至今，反映出其分子篩材料應有了新突破，建議相關研發單位密切跟蹤其最新動態，為煉化基礎材料的研發提供新思路。

(2)近幾年，UOP在生物質燃料領域的專利保護動向突出，建議國內相關企業密切關注。同時，由UOP公司和意大利埃尼公司聯合開發的UOP/EniEcofining工藝技術正處于技術應用的發展階段，該技術使用非食用天然植物油和動物脂肪轉化成霍尼韋爾綠色柴油。國內相關企業可以加強該技術的交流或進行技術許可可行性研究，以拓展我國在生物質燃料領域的技術面。

(3)統計分析表明， UOP公司與全球近40家企業、單位有共同申請專利，包括知名的企業、研究院/所和大學，技術合作面寬且廣，在自身具有很強的自主研發能力的同時，仍在全球范圍開展廣泛技術合作。建議國內企業能夠借鑒其發展經驗，加快相互合作，結合當前煉化結構轉型需求，特別加強分子篩、Oleflex、MTO技術等方面的交流與合作。

4 結論

從專利信息分析視角對UOP公司的戰略、研發、專利保護等方面現狀與特點進行分析，結果表明，在戰略層面：(1)UOP公司的全球專利保護戰略與其公司戰略相一致、相適應，已經形成專利保護大布局，并且非常重視中國市場；(2)UOP公司具有非常強的研究能力，擁有的高價值專利多，且十分重視全球的專利布局，中國也是其重要的技術轉移市場；(3)UOP公司比較重視國內外的技術合作，通過技術聯合提高綜合研發實力。在研發層面：(1)UOP公司作為擁有煉化主要產業鏈技術的國際化公司，其專利保護范圍十分寬泛，覆蓋各個領域；(2)UOP公司在分子篩及催化劑材料、烴油加工、化工原料與化工處理技術領域專利保護很強，在煉油領域，近幾年在分子篩材料、加氫和烷基化技術形成專利保護的熱點；(3)近10年，UOP公司在生物質加氫技術領域申請了大量專利，反映出其能源多元化發展的戰略；(4)UOP公司在中國的MTO、加氫精制、催化裂化、煉廠優化與智能化管理等領域申請了較多專利，這與加快相關技術在中國市場的轉化與應用同步。