綠色低碳引領我國石化產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

袁晴棠

（中國石油化工集團公司，北京 100728）

特約述評

綠色低碳引領我國石化產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

袁晴棠

（中國石油化工集團公司，北京 100728）

綜述了世界石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳的發(fā)展趨勢。詳細介紹了綠色化學、化工技術取得的積極進展；國際大型石油石化公司積極推行綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略；開發(fā)與應用節(jié)能減排新技術，節(jié)能減排已成為潮流；生物基化學品是石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要方向；國際石油石化公司積極開展二氧化碳捕集、封存和利用研究等。同時總結(jié)了我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展取得的初步進展，分析了我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳面臨的嚴峻挑戰(zhàn)，并提出了推動我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的若干思考。

綠色低碳；石化產(chǎn)業(yè)；可持續(xù)發(fā)展

伴隨世界經(jīng)濟社會的發(fā)展和人口的增長，資源、環(huán)境的約束日益加重，化石能源和其他礦產(chǎn)資源的過度開發(fā)與不合理使用以及工業(yè)廢棄物的排放造成了嚴重的環(huán)境污染，危及人類經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

化學工業(yè)在繁榮經(jīng)濟、造福人類的同時，也有“三廢”產(chǎn)生。要從根本上治理環(huán)境污染，減少排放，就必須發(fā)展綠色化學，實施清潔生產(chǎn)，從源頭上減少甚至避免有害物的產(chǎn)生。綠色化學是當今國際化學學科研究的前沿，是21世紀化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎［1］。伴隨綠色化學、化工技術的發(fā)展，世界石化產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)綠色低碳的發(fā)展趨勢。

本文綜合論述了世界石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳的發(fā)展趨勢，總結(jié)了我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展取得的初步進展，分析了我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳面臨的嚴峻挑戰(zhàn)，并提出了推動我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的若干思考。

1 世界石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展趨勢

1.1 綠色化學、化工技術取得積極進展

自20世紀90年代后期以來，綠色化學、化工技術取得了長足進步。1990年美國頒布污染防治法案，1996年美國政府設立“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”，1997年由美國國家實驗室、有關大學和企業(yè)聯(lián)合成立了綠色化學院，綠色化學的研究在美國興起。此后，日本、歐洲、拉美等地也相繼掀起綠色化學研究的熱潮。在綠色化學研究的基礎上，綠色化工生產(chǎn)技術快速發(fā)展，其研究范圍包括：1）原料綠色化，選擇無毒、無害原料，以及替代性和可再生原料（如生物質(zhì)、淀粉和纖維素）；2）化學反應綠色化，目標是實現(xiàn)“原子經(jīng)濟反應”；3）反應介質(zhì)綠色化，采用無毒、無害的催化劑、溶劑和助劑；4）產(chǎn)品綠色化，生產(chǎn)環(huán)境友好的化工產(chǎn)品［2］。

在原料綠色化方面，國外已開發(fā)出用無毒或低毒化學品替代劇毒的光氣和氫氰酸生產(chǎn)許多化工產(chǎn)品的技術。如意大利埃尼公司開發(fā)出以一氧化碳、甲醇和氧氣為原料制備碳酸二甲酯（DMC）的工藝，從而淘汰了以光氣和甲醇為原料生產(chǎn)DMC的技術等。在替代氫氰酸方面，日本旭化成公司開發(fā)出用異丁烯直接氧化生產(chǎn)甲基丙烯酸的技術，代替以氫氰酸和丙酮為原料生產(chǎn)甲基丙烯酸的技術等［2］。

化學反應綠色化的目標是實現(xiàn)“原子經(jīng)濟性反應”，以最大限度地利用原料并最大限度地減少廢物排放。在石油化工生產(chǎn)過程中，已有一部分生產(chǎn)技術是“原子經(jīng)濟反應”的應用實例。如乙烯聚合生產(chǎn)聚乙烯、丙烯聚合生產(chǎn)聚丙烯、對苯二甲酸（PTA）與乙二醇聚合生產(chǎn)聚酯、甲醇羰基化制醋酸以及在鈦硅分子篩的催化作用下，環(huán)己酮與氨、過氧化氫一步直接合成環(huán)己酮肟等都屬于“原子經(jīng)濟反應”［2］。此外，綠色化工技術還在反應介質(zhì)綠色化、產(chǎn)品綠色化等方面取得了積極進展。

近年來，為應對資源、環(huán)境的制約和氣候變化的挑戰(zhàn)，世界石化產(chǎn)業(yè)在發(fā)展綠色化工技術的同時，加快開發(fā)和應用節(jié)能減排、生物基化學品以及二氧化碳的捕集、封存和利用技術，石油石化企業(yè)積極實施綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，取得了顯著成績。

1.2 國際大型石油石化公司積極推行綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略

為了應對資源和環(huán)境壓力，國際大型石油石化公司正在積極實施綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略，采取一系列提高能效、減少排放、開發(fā)可再生能源等有效措施，取得了顯著成績。

?？松梨诠咎剿鞯吞几咝н\營模式，將其溫室氣體減排的戰(zhàn)略目標分成3個階段：近期目標是提高能效；中期目標是推進成熟減排技術的應用；長期目標是開發(fā)突破性新型減排技術。該公司把提高能效作為減少二氧化碳排放的最重要途徑。在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)能源的優(yōu)化利用，推廣采用最新透平技術的熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)方式，顯著提高了能效，在全球30多個地區(qū)建設了100多座熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，2011年熱電聯(lián)產(chǎn)能力超過5 GW。該公司在生產(chǎn)運行中實施能源管理系統(tǒng)，控制碳排放量，2000—2011年，減少溫室氣體排放超過52 Mt。?？松梨诠具€致力于開發(fā)可再生能源，2009年7月推出光合成海藻生產(chǎn)先進生物燃料研發(fā)計劃，預計投資將超過6億美元［3-4］。

巴斯夫公司堅持開發(fā)綠色、低碳技術和產(chǎn)品，每年在提高能源效率、氣候保護、資源節(jié)約和可再生原料領域的研發(fā)投入達4億歐元，超過研發(fā)總投入的三分之一。通過提高能效，1990—2008年間，該公司在產(chǎn)量增長68%的基礎上，溫室氣體排放的絕對量下降32%，單位產(chǎn)量的溫室氣體的排放量下降60%［5］。2010年巴斯夫公司除在自身生產(chǎn)過程中顯著降低溫室氣體排放外，還通過創(chuàng)新氣候保護解決方案，幫助客戶減少二氧化碳足跡322 Mt［6］。

1.3 開發(fā)與應用節(jié)能減排新技術，節(jié)能減排已成為潮流

據(jù)BP公司《2035年全球能源前景》預測，2012—2035年，全球能源消費將增加41%，人均能源需求將增長14%。隨著世界經(jīng)濟社會的發(fā)展，能源消費總量將顯著增加，在能源、環(huán)境約束凸顯的今天，提高能效、降低能源消耗、減少排放已成為全球共識。同時，節(jié)能也是減排二氧化碳的首要措施。2010年發(fā)布的《IEA能源技術展望》給出了2010—2030年期間不同低碳技術對減少碳排放的貢獻度：提高能效56.9%、可再生能源22.9%、二氧化碳捕集和封存10.8%、核能9.97%。由此可見，節(jié)能是減排二氧化碳最重要的途徑。因此，各大石油石化公司和研究機構都把開發(fā)節(jié)能減排技術作為研發(fā)的重要方向，相繼開發(fā)出一系列節(jié)能減排新技術，并積極推廣應用。

例如，近年來PTA節(jié)能技術有突破性進展。美國Pxarair公司開發(fā)了以富氧為基礎的氧化工藝，與傳統(tǒng)的PTA工藝相比，氧化工藝的選擇性可從96.2%提高到98.2%，原材料和公用工程消耗也大幅降低；Dow化學公司和戴維工藝技術公司開發(fā)了緊湊型PTA工藝技術，與傳統(tǒng)PTA工藝相比，緊湊型PTA工藝技術不僅可降低15%的投資和20%的公用工程消耗，還可節(jié)約25%的裝置空間；BP公司PTA減排新技術使廢水和氣體污染物減排三分之二，固體廢物減排一半，揮發(fā)性有機物排放基本消除。又如，異氰酸酯節(jié)能減排技術也取得新進展，拜耳公司采用節(jié)能新工藝在上海漕涇投運的250 kt/ a二異氰酸酯裝置，與傳統(tǒng)裝置相比，降低了約60%的能耗、80%的溶劑消耗，每年可減少二氧化碳排放60 kt，并降低20%投資［6-7］。

近年來，各大石油石化公司通過開發(fā)、推廣應用節(jié)能減排新技術，實施優(yōu)化能效解決方案，取得了積極成效。如BP公司實施工廠操作優(yōu)化和能效優(yōu)化解決方案，2011年能源消耗總量比2010年降低了10%［3］；巴斯夫公司每年因節(jié)能節(jié)省的成本相當于節(jié)省2.60 Mt原油的使用量，約合10億美元的成本節(jié)?。?］等。

1.4 生物基化學品是石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要方向

用生物質(zhì)原料生產(chǎn)生物基化學品是減輕對石油的依賴和對氣候影響的重要途徑。生物質(zhì)氣化可制得富含氫氣和一氧化碳的合成氣，由合成氣可生產(chǎn)系列化學品。生物質(zhì)還可經(jīng)預處理，通過微生物或酶將多糖轉(zhuǎn)化為單糖，再經(jīng)化工或生物技術轉(zhuǎn)化成化學品。近年來，在各國政府的重視和支持下，一批技術公司和部分石化公司涉足生物基化學品的技術研發(fā)，并取得了顯著成績。目前已有一些生物基化學品進入市場。據(jù)美國《化學周刊》2013年8月9日報道，目前世界100%的1，3-丙二醇和99%的乳酸生產(chǎn)用原料來自生物質(zhì)。2011—2013年，琥珀酸產(chǎn)能已從3 kt/a增至50 kt/a。預計到2020年，全球可再生化學品市場有望從目前的36億美元增長到120億美元。

近年來，生物基化學品的研發(fā)不斷取得新進展。Braskem公司2010年9月率先在巴西建成世界首套基于甘蔗基乙醇生產(chǎn)0.2 Mt/a乙烯的“綠色”乙烯裝置，為下游裝置提供原料［6］。2012年Genomatica公司與杜邦Tate&Lyle生物產(chǎn)品公司合作，成功地工業(yè)放大生產(chǎn)出2.27 kt生物基1，4-丁二醇產(chǎn)品，生產(chǎn)過程的能耗比經(jīng)典Reppe法的能耗降低約60%，二氧化碳排放量減少70%［8］。德國Lanxess公司以Genomatica公司生產(chǎn)的生物基1，4-丁二醇為原料，成功制備出20 t聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT），Genomatica公司與美國杜邦公司對半出資，在德國建設80 kt/a PBT生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)生物基PBT產(chǎn)品［9］。

近期另一重要進展是生物基丁醇。Gevo公司通過發(fā)酵技術生產(chǎn)生物基異丁醇。據(jù)美國《世界煉油商務文摘周刊》2013年9月2日報道，Gevo公司繼成功開發(fā)并生產(chǎn)出生物基異丁醇產(chǎn)品后，已在實驗室用生物基異丁醇生產(chǎn)出對二甲苯/聚對苯二甲酸乙二醇酯，并建成投產(chǎn)了生產(chǎn)生物基對二甲苯的示范裝置。

Myriant公司和JM Davy公司合作成功投運了以生物基丁二酸為原料的丁二醇/四氫呋喃生產(chǎn)裝置［10］。中國石化揚子石化公司1 kt/a生物基丁二酸中試裝置已產(chǎn)出高純度丁二酸，采用的工藝可在發(fā)酵過程中大量利用化工裝置副產(chǎn)的二氧化碳，每生產(chǎn)1 t丁二酸產(chǎn)品可利用0.37 t 二氧化碳［11］。

隨著美國頁巖氣革命的蓬勃發(fā)展，北美的乙烯廠多用廉價乙烷等輕烴作為原料，導致丁二烯供應缺口進一步增加。因此，開發(fā)生物基丁二烯技術成為另一熱點。美國Genomatica公司已開發(fā)出生物基丁二烯技術，該公司正在將生產(chǎn)生物基丁二烯技術推向工業(yè)規(guī)模應用。Cobalt公司在開發(fā)的生物基正丁醇技術的基礎上，正在研發(fā)以生物基正丁醇為原料生產(chǎn)生物基丁二烯的成套技術［12］。

近年來，一些大型石化公司先后介入生物基化學品業(yè)務。除了前述的杜邦公司外，Dow化學公司在巴西擁有以甘蔗基乙醇為原料的0.35 Mt/a聚乙烯裝置，并正在與擁有由玉米和蔗糖低成本生產(chǎn)丙烯酸中試技術的OPX-Bio工業(yè)生物技術公司合作，開發(fā)生物基丙烯酸工業(yè)生產(chǎn)技術，計劃將于2017年實現(xiàn)商業(yè)化［6］。據(jù)《化學周刊》2013年7月3日報道，巴斯夫公司與Cargill公司和Novogymes公司合作，已成功地以中試規(guī)模生產(chǎn)出生物基丙烯酸產(chǎn)品。

除了上述生物基化學品外，還有一批生物基化學品如異戊二烯、異丁烯、己二酸、己二胺、1-丙醇及異丙醇等正在加緊研發(fā)中。

1.5 國際石油石化公司積極開展二氧化碳捕集、封存和利用研究

減排二氧化碳是石油石化企業(yè)綠色發(fā)展的重要內(nèi)涵和應承擔的社會責任。近年來，國際石油石化公司在大力開展節(jié)能減排的同時，也積極開展二氧化碳的捕集、封存和利用研究。

在二氧化碳的捕集和封存方面，一些公司在積極研發(fā)和示范該技術。例如，法國道達爾公司開展了一項一體化二氧化碳捕集和封存試驗項目（Lacp項目），該項目采用燃燒碳捕集技術，通過管線輸送至儲存地點，最后注入枯竭的天然氣田，被稱為世界第一條“碳捕集與封存鏈”［13］。殼牌公司在英國的彼得黑德項目，得到了英國SSE電力公司和彼得黑德燃氣電站業(yè)主的支持，其目標是用10年時間捕集10 Mt二氧化碳，可為500 000個家庭提供可使用一年的清潔電力［14］。2010年?？松梨诠驹诿绹鴳讯砻髦莺团餐ㄟ^地下灌注形式，封存二氧化碳近5 Mt［4］。挪威國家石油公司預計到2020年其新的碳捕集與封存項目將擁有3 Mt/a的二氧化碳減排能力［6］。

在二氧化碳的利用方面，為了降低碳排放，并替代石化原料，二氧化碳的轉(zhuǎn)化利用研究成為石化公司研究的熱點。例如，日本三井化學公司開展了二氧化碳轉(zhuǎn)化制甲醇的中試研究，建成投運了0.1 kt/a的中試裝置；日本旭化成公司開發(fā)出以二氧化碳和苯酚為原料制取碳酸二苯酯（生產(chǎn)聚碳酸酯的原料）的新工藝［6］；拜耳公司與德國亞琛工業(yè)大學合作，回收RWE公司褐煤電廠煙氣中的二氧化碳，用其作原料利用高效鋅基催化劑生產(chǎn)多元醇，進而生產(chǎn)聚氨酯，計劃2015年進行工業(yè)生產(chǎn)。拜耳公司還正在與合作伙伴合作利用風電電解水產(chǎn)生的氫氣與回收的二氧化碳反應生成一氧化碳，最終用于制造聚碳酸酯、聚氨酯泡沫塑料等［15］；巴斯夫公司成功開發(fā)出高效、低毒、非貴金屬催化劑，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為聚碳酸酯；德國在利用可再生能源轉(zhuǎn)化二氧化碳技術方面取得重大進展。利用太陽能和風能電解水產(chǎn)生氫氣，再用氫氣與二氧化碳作用，轉(zhuǎn)化為甲烷。2012年11月，德國巴登-符騰堡州太陽能與風能研究中心與其他單位合作，建成世界上規(guī)模最大的日產(chǎn)300 m3甲烷氣示范裝置，標志著該項技術已進入工業(yè)試驗階段［16］。此外，Lanza技術公司開發(fā)了用工業(yè)廢氣中的二氧化碳生產(chǎn)醋酸新工藝，馬來西亞國家石油公司已與Lanza技術公司簽訂協(xié)議，將建設用工業(yè)廢氣中的二氧化碳生產(chǎn)醋酸的工業(yè)示范裝置［17］。

在二氧化碳基聚合物方面，國內(nèi)外開展了大量研發(fā)工作。美國Novomer聚合物公司開發(fā)了用二氧化碳和環(huán)氧化物共聚生產(chǎn)聚碳酸亞丙基酯和聚碳酸亞乙基酯技術。中國科學院廣州化學研究所與合作方建成了世界首套20 kt/a的二氧化碳聚合物生產(chǎn)裝置。中國科學院長春應用化學研究所開發(fā)成功二氧化碳共聚物生產(chǎn)技術，并與合作方先后建成3 kt/ a和萬噸級生產(chǎn)裝置［6］。

2 推動我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的若干思考

2.1 我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展取得初步進展

經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，我國已建立起規(guī)模位居世界前列的現(xiàn)代石化工業(yè)體系。2013年，我國煉油能力已達到710 Mt/a，居世界第二位，生產(chǎn)的石油產(chǎn)品基本滿足國內(nèi)需求；乙烯生產(chǎn)能力為17.50 Mt/a，居世界第二位。我國已建成22座千萬噸級煉廠、6座百萬噸級乙烯生產(chǎn)基地，形成長三角、珠三角、環(huán)渤海三大產(chǎn)業(yè)集群和沿長江產(chǎn)業(yè)帶。

近年來，石化企業(yè)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整，開發(fā)和應用節(jié)能減排新技術，加大節(jié)能減排技術改造力度，加強節(jié)能減排管理和信息技術的應用，取得了顯著成績。節(jié)能減排正在成為石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主旋律，綠色低碳已成為石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。

2.1.1 推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整，降低能耗物耗

石化產(chǎn)業(yè)不斷采用新技術，進行以內(nèi)涵發(fā)展為主的技術改造，加快淘汰能耗物耗高、污染嚴重的小煉油、小化工裝置，提高生產(chǎn)裝置大型化和產(chǎn)業(yè)集約化程度，促進了能耗物耗的降低。例如，中國石化在2007—2012年間，累計關停和淘汰高能耗、高污染的低效落后煉油能力18.9 Mt/a，關停幾十套小化工裝置及小型燃油鍋爐，更新淘汰性能低劣的電氣設備25 000多臺套等。經(jīng)過技術改造和結(jié)構調(diào)整，煉廠平均規(guī)模提高34.1%，乙烯裝置平均規(guī)模提高13.9%。2005—2012年，中國石化累計節(jié)約能源消耗18.04 Mt標準煤，可減排二氧化碳44.38 Mt，加工噸原油綜合能耗和乙烯裝置燃動能耗分別下降16.5%和14.6%［18］。

2.1.2 實施清潔生產(chǎn)，控制污染物排放

近年來，石化企業(yè)逐步提高對清潔生產(chǎn)重要性的認識，不斷加強健康、安全、環(huán)境（HSE）管理，實施全過程清潔生產(chǎn)監(jiān)控。加大環(huán)保投入，重點實施污水達標排放、大氣污染治理和環(huán)境綜合治理，取得了顯著成效。2005—2012年間，中國石化累計實施清潔生產(chǎn)方案7 518個，削減污水排放39.88 Mt/a，廢氣排放量8.713×108m3（標準狀態(tài)），削減廢氣中二氧化硫量23.229 kt/a；COD排放量下降34.1%，二氧化硫排放量下降44.2%；工業(yè)取水量下降18.2%，累計節(jié)水2.23×108m3［18］。

2.1.3 開發(fā)和推廣應用節(jié)能減排新技術

石化企業(yè)在加大推廣應用國家重點推廣的節(jié)能技術的同時，不斷加大研發(fā)投入，開發(fā)出一系列節(jié)能減排新技術并推廣應用，取得了積極的成效。例如，中國石化撫順石油化工研究院等單位開發(fā)的綠色高能效加氫裂化成套技術，在中國石化海南煉油化工有限公司1.2 Mt/a加氫裂化裝置上實現(xiàn)工業(yè)化應用，通過催化劑級配、工藝過程、設備選型、裝置操作等多方面的節(jié)能優(yōu)化，取得了顯著的節(jié)能效果，3個周期平均綜合能耗僅為每t原料油23.33 kg標油，綜合能耗指標已處于國內(nèi)外加氫裂化裝置排行榜榜首［19］。又如，中國石化揚子石油化工有限公司BA1101裂解爐節(jié)能技術改造，采用改進的輻射段爐管構型、強化傳熱技術、新型低NOx燒嘴等中國石化自有的裂解爐技術，改造后運轉(zhuǎn)周期由改造前的45 d延長至85 d，熱效率由93.25%提高至95.75%，每年累計可減少燃料消耗4 841 t，可減少二氧化碳排放17 750 t以上。再如，中國石化順序分離恒沸熱回收節(jié)能型苯乙烯新技術，2012年在中國石化巴陵石化公司120 kt/a苯乙烯裝置上成功應用，綜合能耗可降低15%以上，相比原工藝，乙苯/苯乙烯分離塔塔頂熱量回收達到80%［20］。

除了開發(fā)和應用節(jié)能減排新工藝技術外，石化企業(yè)還致力于二氧化碳捕集與利用等研發(fā)工作。中國石化不但開發(fā)了二氧化碳捕集技術，還成功開展了用捕集到的二氧化碳提高油田采收率的小型礦場試驗。目前已在4個油田開展了二氧化碳驅(qū)油試驗，年合計封存二氧化碳0.4 Mt，增油0.1 Mt［18］。2.1.4 石化企業(yè)正在逐步樹立綠色低碳發(fā)展理念

近年來，石化企業(yè)不斷提高對節(jié)能減排、綠色低碳發(fā)展重要性的認識，逐步建立綠色低碳發(fā)展理念，有的企業(yè)已把綠色低碳納入公司的發(fā)展戰(zhàn)略。中國石化2011年把綠色低碳戰(zhàn)略作為公司六大發(fā)展戰(zhàn)略之一，率先在央企中成立董事會社會責任管理委員會，以監(jiān)督公司安全環(huán)保、綠色低碳等社會責任落實情況。在中國工業(yè)企業(yè)中第一家發(fā)布了環(huán)境保護白皮書，體現(xiàn)了中國石化加快建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)的決心。目前，中國石化“碧水藍天”環(huán)保專項行動正在加緊推進，計劃2013—2015年3年間，重點圍繞污染物減排和環(huán)保隱患治理，投入230億元，實施803個治理項目，以加強環(huán)境保護，提升綠色低碳發(fā)展水平［18］。

除了以上幾方面外，石化企業(yè)還在發(fā)展低碳能源、優(yōu)化能源結(jié)構、發(fā)展生物基化學品等方面積極開展工作。上述情況說明，我國石化產(chǎn)業(yè)正在向綠色低碳的方面發(fā)展，并已取得初步進展。

2.2 嚴峻挑戰(zhàn)

我國的資源和環(huán)境難以支撐和承受傳統(tǒng)的工業(yè)發(fā)展模式。2010年我國創(chuàng)造的國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）占世界GDP的9.5%，卻消耗了世界一次能源的20.3%（2.432 Gt油當量）。當年排放二氧化碳約7.0 Gt，占世界總排放量的22.2%，同時還排放二氧化硫22～23 Mt、氮氧化物22.736 Mt［21］。我國七大江河水系中劣五類水質(zhì)占27%，75%的湖泊出現(xiàn)不同程度的富氧化。全國酸雨面積約120萬平方公里，約占國土面積的12.65%［22］。近年來，我國多地區(qū)頻繁出現(xiàn)嚴重霧霾，霧霾覆蓋大面積國土。上述情況說明，解決我國資源、環(huán)境對發(fā)展制約的矛盾已到刻不容緩的地步。我國的經(jīng)濟社會發(fā)展面臨資源、環(huán)境制約的嚴峻挑戰(zhàn)。

石化工業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，在為國民經(jīng)濟發(fā)展提供能源、石化產(chǎn)品的同時，也消耗大量能源，并伴有三廢排放。目前石化工業(yè)單位產(chǎn)出能耗和排放水平仍高于發(fā)達國家，而且還存在能源消耗增速過快、部分傳統(tǒng)大宗產(chǎn)品低水平重復建設嚴重、能耗物耗高的小煉油廠數(shù)量眾多、一些石化裝置工藝水平落后、企業(yè)節(jié)能減排技術創(chuàng)新能力不足等問題，制約著石化企業(yè)節(jié)能減排水平的提高，石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)。

2.3 推動我國石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的若干思考

面對日益嚴重的資源、環(huán)境制約，綠色低碳是我國石化工業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。為此，必須采取措施，加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，推動我國石化產(chǎn)業(yè)向綠色低碳方向發(fā)展。

2.3.1 調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構是石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的突破口

調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構既是石化產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重要舉措，更是綠色低碳發(fā)展的突破口。一是淘汰落后產(chǎn)能，關停高耗能高污染的小煉油、小化工裝置，淘汰低效設備；二是用高新技術改造提升石化產(chǎn)業(yè)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升生產(chǎn)裝置工藝技術水平，減少排放，提高產(chǎn)品附加值和市場競爭力；三是培育石化產(chǎn)業(yè)領域的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，加快培育節(jié)能環(huán)保、化工新材料、生物化工、高端石化產(chǎn)品等新興產(chǎn)業(yè)；四是抑制產(chǎn)能低水平盲目擴張，嚴格控制總量，避免過剩產(chǎn)品產(chǎn)能無序發(fā)展。

2.3.2 節(jié)能減排是石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要抓手

2012年石化和化學工業(yè)全行業(yè)綜合能源消費量為473 Mt標準煤，約占全國工業(yè)能耗總量的18%；排放的COD、廢水、二氧化硫、氨氮、氮氧化物等也均居工業(yè)行業(yè)前列［23］。近期工業(yè)和信息化部正式公布的《石化和化學工業(yè)節(jié)能減排指導意見》提出了到2017年底，石化行業(yè)萬元工業(yè)增加值能耗比2012年下降18%的要求，全行業(yè)節(jié)能減排的任務十分艱巨。為此，一要開發(fā)和應用先進節(jié)能技術，重點開發(fā)并推廣應用一系列實用節(jié)能技術，包括新型節(jié)能工藝技術、過程能量系統(tǒng)優(yōu)化技術、低溫余熱回收利用、熱聯(lián)合及加熱爐節(jié)能技術等；二要加大節(jié)能減排投資力度，應用先進技術和高效設備實施節(jié)能減排技術改造，實現(xiàn)節(jié)能降耗、減少“三廢”和二氧化碳排放的目標；三要加強節(jié)能減排管理，落實組織保證。實施合同能源管理，建立健全節(jié)能減排組織管理體系和規(guī)章制度，成立節(jié)能監(jiān)測和技術服務機構，為節(jié)能減排提供監(jiān)測服務和技術支持。

2.3.3 技術創(chuàng)新是石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的驅(qū)動力

大力開發(fā)和突破石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展的關鍵技術，推動石化產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。一是開發(fā)綠色工藝技術，從源頭上消除污染物產(chǎn)生，提高反應效率和資源利用率；二是開發(fā)替代原料和使用劣質(zhì)原料技術，如以生物質(zhì)和煤替代石化原料技術、多產(chǎn)交通運輸燃料的劣質(zhì)重油加工技術等；三是綠色產(chǎn)品設計與開發(fā)，開發(fā)清潔油品和高性能、環(huán)境友好的石化產(chǎn)品；四是提升石化產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化水平。信息化與石化產(chǎn)業(yè)的深度融合是石化產(chǎn)業(yè)可持續(xù)、綠色低碳發(fā)展模式的重要組成部分。充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、新一代移動互聯(lián)網(wǎng)通信、面向服務架構等先進信息技術，將進一步完善提升石化企業(yè)經(jīng)營管理水平和生產(chǎn)運營水平，進一步提高效率和市場競爭力；五是加快構建以企業(yè)為主體、以市場為導向、產(chǎn)學研相結(jié)合的技術創(chuàng)新體系，推動協(xié)同創(chuàng)新，提升石化產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力。

2.3.4 大力推進石化產(chǎn)業(yè)生態(tài)文明建設

建設石化產(chǎn)業(yè)的生態(tài)文明不僅是建設“美麗中國”的客觀需要，更是石化產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、提高核心競爭力的必然要求。為此，一是要積極推進清潔生產(chǎn)，建立清潔生產(chǎn)指標體系，把清潔生產(chǎn)納入企業(yè)日常生產(chǎn)運行管理，大力開發(fā)生產(chǎn)過程控制排放技術和設備，從源頭和生產(chǎn)過程中削減、控制污染物排放。二是完善環(huán)保治理的長效機制，建立環(huán)保標準化管理體系，落實獎懲制度，加強現(xiàn)有環(huán)保設施的運行管理，確保達標排放。三是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)資源的綜合利用，提高煉化副產(chǎn)品C4，C5，C9等資源的綜合利用率，以及煉化廢棄物的資源化利用率。四是積極減排二氧化碳，開展二氧化碳的捕集、封存與利用研究，推進二氧化碳的資源化利用。

2.3.5 推進煤炭能源清潔高效利用和清潔能源、可再生能源的利用

一是整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）多聯(lián)產(chǎn)是實現(xiàn)煤炭清潔、高效利用的有效途徑。煤炭資源供應條件較好的企業(yè)可利用IGCC技術建設公用工程島，向煉廠和石化廠供應電力、工藝蒸汽和氫氣，提高資源和能源的利用效率；二是天然氣重點用于清潔燃料和生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品；三是在生物質(zhì)資源充足的地區(qū)可考慮發(fā)展生物燃料，并與煉廠相銜接。

2.3.6 樹立綠色低碳發(fā)展理念，引領石化企業(yè)向綠色低碳方向發(fā)展

近年來，應對氣候變化已成為全球性重要議題，搶占綠色低碳發(fā)展制高點已成為國際競爭新動向。節(jié)能減排、綠色發(fā)展是構成企業(yè)核心競爭力的重要組成部分。石化企業(yè)要在國內(nèi)外市場競爭中占有一席之地，就必須牢固樹立綠色低碳發(fā)展理念，制定并實施綠色低碳發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃，加強節(jié)能減排、綠色低碳發(fā)展管理。不僅要嚴格控制污染物的排放總量，而且還應在溫室氣體減排、碳資源利用和碳資產(chǎn)管理等方面多做工作。積極參與應對全球氣候變化，切實履行社會責任，引領企業(yè)走綠色低碳發(fā)展道路。

3 結(jié)語

當前我國仍處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的發(fā)展階段，加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，實現(xiàn)工業(yè)綠色低碳發(fā)展，盡可能降低工業(yè)發(fā)展對環(huán)境和生態(tài)的影響，任務十分艱巨。石化產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有舉足輕重的地位，石化業(yè)界應高度關注世界石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展趨勢，借鑒國外石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗，加快自身發(fā)展的綠色轉(zhuǎn)型，推動我國石化產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展。

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（編輯 李明輝）

專題報道：中國科學院化學研究所工程塑料重點實驗室董金勇課題組以抗沖共聚聚丙烯為基體制備了含蒙脫土的三元納米抗沖共聚聚丙烯樹脂EPR&MMT@PP，研究了該樹脂的相形態(tài)、熔融/結(jié)晶性能、熱穩(wěn)定性和力學性能，并探究了蒙脫土對聚丙烯抗沖共聚物的作用。該文內(nèi)容新穎，具有很好的理論和實際應用價值。見本期748～753頁。

董金勇課題組簡介：中國科學院化學研究所工程塑料重點實驗室董金勇課題組長期致力于烯烴聚合的基礎與應用研究，以實現(xiàn)聚烯烴（聚丙烯、聚乙烯等）材料的高性能化和功能化為導向，在聚烯烴催化劑、烯烴聚合反應設計以及聚烯烴的原位合金化和納米復合化等領域開展了創(chuàng)新的科研工作：提出并成功實踐了將茂金屬等單活性中心金屬有機催化劑與高效Ziegler-Natta催化劑結(jié)合而制備功能性催化劑的策略；發(fā)展了多種特異性烯烴聚合反應，極大地拓展了聚烯烴的結(jié)構和組成范圍；不斷優(yōu)化聚合方法，推進新結(jié)構、新組成的高性能/功能化聚烯烴的技術實用化；提出同步交聯(lián)策略，實現(xiàn)聚丙烯催化合金分散相形態(tài)和尺度的有效控制，促進了聚烯烴原位合金化技術進步；提出納米負載/摻雜催化劑策略，開辟了聚烯烴高性能化和功能化研究的納米化學新領域。近十年來，在多項國家自然科學基金項目、國家“863”項目和中國科學院知識創(chuàng)新工程項目的支持下，該課題組在學術研究和技術開發(fā)兩個方面都取得了一定的成績，在國內(nèi)外刊物上發(fā)表了百余篇科研論文，申請了數(shù)十項技術發(fā)明專利，建設了專門用于高性能/功能化聚烯烴聚合的功能性催化劑工業(yè)制備示范裝置，與聚烯烴催化劑和聚合工業(yè)界密切聯(lián)系，不斷推進聚烯烴科學與技術的發(fā)展。

Green Low Carbon Leads the Sustainable Development of China′s Petrochemical Industry

Yuan Qingtang
（China Petrochemical Corporation，Beijing 100728，China ）

The development trends of green low carbon in petrochemical industry were reviewed. Progresses in green chemistry and chemical technology were introduced. The international large-scale petrochemical companies actively carried out the development strategy of the green low carbon. It has become a trend that developing and applying new technology of energy conservation and emissions reduction in petrochemical industry. Bio-based chemicals are an important development direction of the green low carbon in petrochemical industry. The international petrochemical companies actively carried out the researches in the capture，storage and application of carbon dioxide. At the same time，the preliminary development of the green low carbon in China′s petrochemical industry was summarized and the serious challenges which the green low carbon faced in China′s petrochemical industry were analyzed. Some thinking about promoting the development of the green low carbon in China’ petrochemical industry was proposed.

green low carbon；petrochemical industry；sustainable development

1000 - 8144（2014）07 - 0741 - 07

TE 65

A

2014 - 05 - 15；［修改稿日期］ 2014 - 05 - 20。

袁晴棠（1938—），女，河南省南召縣人，大學，教授級高級工程師，中國工程院院士。聯(lián)系人：劉佩成，電話 010 -59969748，電郵 pchliu@sinopec.com。