“如將我國各領域科技創新水平分為長板、短板和新板,我國石油煉制技術無疑屬于長板,其自立自強創新歷程應該花精力去總結,讓其自立自強的精神內涵起到牽引作用。”
我國石油煉制技術經百年持續奮斗,走到世界先進之列,在一些技術方面起引領作用,研發方式也是率先進入自主創新。未來,在立足自立自強基礎上,融入更多的開放創新,引領石油煉制技術進步,同時要大力弘揚石油煉制界的自立自強精神。
1949年前,我國石油煉制工業規模極小,更沒有自己的技術。在苦難的抗戰年代,抗日后方發生了嚴重的油荒,度過了“一滴汽油就是一滴血”的艱難時光。實現石油產品自給自足是我國石油煉制領域先驅們的夢想和幾代人的畢生追求。新中國成立后,尤其1959年發現并開始開發大慶油田后,原油產量大幅度增加,我國石油煉制工業迅速發展。基于國內原油產量、國防建設與國民經濟對石油產品的迫切需求,燃料工業部組織全國各方面力量,齊頭并進地同時展開石油煉制技術開發、裝置建設和生產等方面的工作。在石油煉制技術開發方面,侯祥麟、閔恩澤、陳俊武、武寶琛等科學家各自帶領石油煉制技術開發團隊,開啟了超英趕美的長征,在較短的時間內,成功開發出催化裂化、催化重整、延遲焦化、尿素脫蠟和催化劑、添加劑等“五朵金花”,使得國內石油煉制技術逐漸趕上歐美發達國家技術水平,化解了技術“卡脖子”問題,提供了1962年我國西南戰時坦克在高原地區正常運行的高品質柴油和保證戰機正常飛行的航空煤油,解決了國防對油品種類和數量的迫切需求,同時滿足了國民經濟發展需求。
1990年深度催化裂解技術的出現,標志著中國石油煉制技術自主創新時代的開啟。本世紀初,我國在汽油質量升級過程中又自主創新了變徑流化床催化裂化技術及其低成本生產汽油的技術路線,實現了在降烯烴、降硫、保辛烷值的同時增加汽油產量,被視為催化裂化70年發展史中繼分子篩催化以后的又一次革命性的技術創新。低成本汽油質量持續升級技術開發成功得益于中國石化始終秉持國家重大需求和市場競爭緊密結合的理念。深度催化裂解技術和變徑流化床催化裂化技術成為中國科技自立自強的典型案例。
從我國石油煉制技術從無到有,從跟蹤模仿到自主創新的發展歷程來看,首要因素就是必須有一個強有力的組織領導,能夠高效地組織各方面的力量,一開始就能齊頭并進地同時展開研發、設計和裝置建設等工作,這樣可以節省大量的時間,迅速達到較高的技術水平;其次是必須在關鍵的技術節點上有領軍人物,如我國早期催化裂化工藝設計領軍人物陳俊武院士,工藝研究與開發領軍人物武寶琛博士,催化劑研究與開發領軍人物閔恩澤院士,在他們帶領下,形成了強有力的開發團隊;再就是無數技術人員和生產操作人員的無私奉獻。
正是依靠上述三個因素,我們真正完全自力更生開發出石油煉制技術,闖出一條獨特的具有中國自己特色的發展道路。
我國石油煉制工業規模從小到大、從弱到強,石油煉制能力已處于全球第一位,這是幾代人經過百年持續努力的結果。石油煉制技術從無到有,從解決“卡脖子”到自主創新,甚至在某些技術上起引領作用。技術研發方式也是率先從跟蹤模仿走到自主創新。我國石油煉制全流程技術、石油化工主體技術已達到世界先進水平,新型石油煉制技術研發與國際水平保持同步,部分技術處于領先水平,如深度催化裂解技術和變徑流化床催化裂化技術,正在開發的低成本生產乙烯和丙烯的靶向催化裂化技術,有望取代石腦油蒸汽裂解技術,為煉油轉型發展提供中國自己的解決方案,引領石油煉制技術向更高水平上發展。
我國原油消耗量超7億噸,其中2億噸來自國內生產,對外依存度超70%,這將是我國原油資源來源難以短期改變的現實。高效加工7億噸原油就意味著減少對外引進原油量。從另一個角度來說,能夠加工從國際市場易獲得的重質原油,也是提升國家能源安全。目前中國石油煉制技術具有加工重質原油能力且高效,從而為國家能源安全保駕護航。
如將我國各領域科技創新水平分為長板、短板和新板,我國石油煉制技術無疑屬于長板,其自立自強創新歷程應該花精力去總結,讓其自立自強的精神內涵起到牽引作用。
能源轉型是一個長期過程,必然是漸進式的變革,如何實現英國著名歷史學家阿諾德·湯因比(ArnoldJoseph Toynbee)所述的“順利地在舊瓶里裝進了新酒,還不至于引起舊瓶的爆炸……這種勝利應該當作一種驚人的技藝”。石油煉制行業轉型發展就應該基于“順利地在舊瓶里裝進新酒”,即在已建成的龐大石油煉制工業基礎上實現轉型發展。未來生產更多的化學品將是百年石油煉制工業變革的主要推動力。
百年石油煉制技術首先解決石油化學品數量問題,然后再改善產品質量問題,其技術開發思路一般追求“吃干榨凈”,以犧牲產品選擇性的代價換取高轉化率,導致產物中有大量的副產品,且生產過程能耗高、二氧化碳排放量高,這與目前“減排增效”的轉型發展目標相悖。要實現石油資源的高效利用和石油煉制行業的低碳轉型發展,關鍵在于石油煉制技術研發思路的轉變。未來應該基于石油分子管理理念,以產品高選擇性取代原料高轉化率為技術開發的出發點,盡可能實現源頭降碳和過程降碳,減少末端污染物排放處理過程及處理規模。正在開發的低成本生產乙烯和丙烯的靶向催化裂化技術正是基于這一點而開發的。圍繞源頭降碳和過程降碳的石油煉制技術開發將是未來發展的主要方向。

各種石油煉制技術首次工業化年份及作用。 許友好/供圖
在少數特殊領域,技術有或無顯得特別重要,即所謂“卡脖子”技術要突破。但從更大的社會經濟領域來看,開發出新技術只是第一步,可能有多項技術可以解決同一問題。只有經過市場反復篩選仍然保持生命力和競爭力的技術,才是好的技術。變徑流化床催化裂化技術經歷20年的發展,淘汰多項降低汽油烯烴技術,至今仍顯現出旺盛的生命力。市場檢驗是根本尺度,用戶體驗是最終標準,能夠為企業帶來價值,用戶愿意為之買單的技術,就是好的技術。
在高水平科技自立自強成為一項國策的今天,應該由誰對科技進步水平做出最終評判?答案是市場的選擇、用戶的肯定。未來原創性的石油煉制技術一定是在滿足國家重大需求、以市場競爭為導向的前提下開發的。國家和市場的重大需求才是出題人,而市場篩選與評價才是閱題人,答題人一定要以企業為創新主體,由企業層面應用而多次迭代,方可使技術具有生命力和競爭力。
在跟蹤模仿階段,強有力組織實施起到關鍵作用,但中國石油煉制技術開發方式率先進入自主創新階段,當需要開發出更多原始性創新技術時,確定正確的研究方向至關重要。此時,應該充分認識到科技人員的個人素質在尋找正確的研究方向上已上升到第一重要因素,行政干預可能起到相反作用。愛因斯坦總結自己的科學生涯經驗后感嘆到:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。”解決一個問題也許僅是一個數學或實驗上的技能而已,而提出新的問題,新的可能性,從新的角度去看舊的問題,卻需要創新性的想象力,并標志著科學的真正進步。中國石油煉制技術研發著名科學家侯祥麟曾經指出,大的創新必須有新的思維,光靠號召、光靠投入不見得就能引出新的思維;至于要靠領導確定任務,企圖用行政命令加以實現,得到創新,恐怕只會收到相反的效果。為此,要實現我國石油煉制成為原創技術策源地,既要大力引導和樹立企業是技術創新主體,構建原始創新、技術研發和成果轉化與應用的創新鏈,又要加強基礎研究,實現學術界和產業界高度融合,同時注重創新文化和創新體制的建設。主要體現在以下三個方面。
(1)融入更多的開放創新
目前我國石油煉制行業規模和技術處于與國際石油公司論仲伯、比高低的水平,有機會在更高水平上、更加平等地參與國際競爭與合作。未來石油煉制技術研發方式應在立足自立自強基礎上,逐步融入更多的開放創新。要充分認識到自立自強與開放創新不是一個矛盾體,而是相輔相成的,只有這樣才能實現更高水平的原始性技術創新,使我國石油煉制技術在全球范圍內起到牽引作用。
(2)嚴格保護知識產權
嚴格保護知識產權實際上也是營造鼓勵創新的環境。必須得這么做,才有可能去創新,否則沒人愿意創新。如果你花大力氣研發出成果,馬上別人就進行仿制或被別人搶為己有,沒有人去管,得不到任何利益,得不到任何反饋,科研人員還有積極性去做研發嗎?由于我國技術開發模式長期處于跟蹤模仿階段,造成保護知識產權在許多地方還存在著較大的改善空間和觀念的轉變。在目前科研管理體系中,企業內部知識產權管理更為薄弱。對于已有百年的石油煉制技術,要實現原始性技術創新難度更大,理清知識產權更為重要。只有充分理清知識產權,才能騰出更多的精力解決有價值的真正問題,否則就會出現更多“假李逵”,浪費大量財力和物力,破壞科研風氣。如果長期以往,將會阻止原創性石油煉制技術產生。
(3)鼓勵與建立勇闖無人區的創新體系
我國石油煉制技術開發目前仍然按管理計劃確定任務來實施,突出科技管理者在技術創新中的作用,市場化(個體)創新力量被嚴重邊緣化,這完全是一種本末倒置的應戰策略。應對原始性技術創新問題的主力毫無疑問應該是市場化創新力量,建立勇闖無人區的創新團隊,在多方向和深層次自由探索,但這個近乎常識性的問題仍然沒有得到大部分管理者充分認同,常常出場直接干預,因而導致資源的嚴重錯配。建議成立以首席科學家(或專家)為首的團隊進行自由探索及研發課題按接榜掛帥方式運轉,這方面工作需要持續深入。只有久久為功,方可有效,才能逐步改善現有的科研體系,形成良好的創新文化。