中石化專利發(fā)展現狀分析

周 雪 崔 燕 湯志華

(中國專利信息中心，北京100088)

中石化專利發(fā)展現狀分析

周 雪 崔 燕 湯志華

(中國專利信息中心，北京100088)

近年來中國石油化工股份有限公司(以下簡稱中石化)專利申請量持續(xù)穩(wěn)步增長，專利授權量大幅度提高，知識產權工作取得了長足進步，并積極研究新型熱點技術，把專利價值轉換成經濟效益。企業(yè)的長足進步除了必須擁有過硬的自主核心技術外，還需要注重知識產權的建設，開展國家、行業(yè)及企業(yè)的知識產權戰(zhàn)略研究。為此，對中石化的專利發(fā)展現狀進行了分析,并對比埃克森美孚，深入分析石化行業(yè)的專利競爭格局，探討專利發(fā)展的方向和策略，對于提升中石化的專利和科技競爭力具有十分重要的意義。

石化行業(yè) ?？松梨?中石化 專利

2013年我國企業(yè)發(fā)明專利申請量、授權量和有效發(fā)明專利擁有量排名中，中國石油化工股份有限公司(以下簡稱中石化)都名列前茅，其中，發(fā)明專利申請量排名第3位，申請量為3 701件；發(fā)明專利授權量排名第2位，授權量為1 627件；有效發(fā)明專利擁有量排名第3位，有效量為6 416件。中石化多年來堅持自主創(chuàng)新，積極推進科技進步，是石油化工行業(yè)在科技創(chuàng)新能力方面的“領頭羊”，與國內其他石化企業(yè)相比，具有絕對的優(yōu)勢。但與國外石油化工大企業(yè)相比，仍有較大差距?？偛吭O在美國的?？松梨诠臼鞘澜绯笮蜕舷掠我惑w化的綜合石油公司之一，由美國的?？松竞兔梨诠?999年合并而成。?？松竞兔梨诠径加?00多年的發(fā)展歷史，對專利制度的重視程度和專利管理水平等都深受美國專利制度環(huán)境的影響，截至目前，?？松梨诠臼鞘澜缡凸I(yè)中擁有專利最多的公司[1]。文章對中石化專利申請的總體結構、分布狀況發(fā)展趨勢等進行分析，并對比國外石油化工大企業(yè)埃克森美孚，探討中石化專利發(fā)展的方向和策略，對于提升中石化的專利和科技競爭力具有重要意義。

1 中石化和?？松梨趯＠F狀

1.1 專利申請趨勢

中石化從1984年開始申請第一件專利，而?？松梨跉v史比較悠久，從1893年就開始申請了第一件專利，從專利總數量上來說，?？松梨诰哂薪^對優(yōu)勢。值得注意的是，根據專利申請的活躍度將中石化在全球的專利申請分為萌芽期、平穩(wěn)增長期和快速增長期3個時期。

(1)萌芽期(1984—1996年)：這一時期，中石化在全球的專利申請不太活躍，申請數量都不多，雖然整體趨勢是在緩慢的增長，但申請總量在1996年還沒有突破200件。

(2)平穩(wěn)增長期(1997—2008年)：中石化在全球的專利申請開始逐漸活躍起來，年申請總量突破千件。

(3)快速增長期(2009年至今)：2009年開始，中石化在全球的專利申請有了大幅度的增長，并逐年保持較高的增長率。期末下降是因為某些發(fā)明申請尚未公布所致。

根據專利申請的活躍度將?？松梨谠谌虻膶＠暾埛譃槊妊科?、平穩(wěn)增長期、快速增長期和成熟期4個時期。

(1)萌芽期(1929年之前)：這一時期，?？松梨谠谌虻膶＠暾埐惶钴S，申請數量都不太大，而且主要是集中在美國。

(2)平穩(wěn)增長期(193—1962年)：?？松梨谠谌虻膶＠暾堥_始逐漸活躍，年申請總量開始突破千件。

(3)快速增長期(1963—1999年)：這一時期，埃克森美孚在全球的專利申請量有了大幅度的增長，在1998年達到最高，年申請量3 695件；除了在美國申請，在歐洲的申請量也有大幅度增加。

(4)成熟期(2000年至今)：2004年開始，?？松梨谠谌虻膶＠暾埩砍霈F下滑趨勢。

表1為近5年中石化和?？松梨诘膶＠暾埱闆r。從表1可以看出，中石化保持比較快速的增長，埃克森美孚有所下降整體趨于平穩(wěn)。2007年時，中石化的專利申請量只是?？松梨趯＠暾埩康囊话?，2010年和2011年中石化的專利申請量已經接近?？松梨诘膬杀?。

表1 近5年專利申請情況對比 件

1.2 專利區(qū)域布局

中石化專利申請遍布全球39個國家，其專利申請量以中國為最，共計22 653件，占申請總量的92.6%；其他國家申請1 984件，依次是北美(美國)，亞洲(日本和韓國)，可以看出中石化的專利戰(zhàn)略是以國內為重心。

埃克森美孚專利申請遍布全球82個國家，專利布局更重視北美、歐洲和亞洲的市場。?？松梨谠诿绹纳暾堊疃?，是其申請總量的32%。在美國本土之外提出的專利申請達到70%之多，申請量達到萬件以上的有加拿大、德國和日本。

1.3 專利年限分析

本章節(jié)分析的是兩個企業(yè)在中國的專利申請數據。截止到2013年底，中石化在中國的發(fā)明專利申請總量是16 315件，發(fā)明專利授權量是9 292件，授權率是57%；埃克森美孚在中國的發(fā)明專利申請總量是2 193件，發(fā)明專利授權量是1 087件，授權率是50%。

中石化專利權屆滿終止的有103件，未繳年費專利權終止的有1 004件，有效專利8 185件，專利平均年齡是8.5年，主要集中在3～11年，其中4年的最多。?？松梨趯＠麢鄬脻M終止的有33件，未繳年費專利權終止的有312件，有效專利742件，專利平均年限是10.4年，主要集中在7～9年?？梢娫趯＠跈嗪?，埃克森美孚維持專利的意愿最強。但是中石化8.5年的專利平均年限也優(yōu)于我國發(fā)明專利平均維持年限5年多的情況(見圖1)。

圖1 中石化和?？松梨趯＠晗薹植?/p>

2 重要熱點技術

從中石化和埃克森美孚的專利現狀可以看出，中石化在專利數量、質量、全球布局等方面還是有一定差距，但從中國建立專利制度之始，中石化就積極投身專利事業(yè)。尤其在2009年以后，專利申請增長明顯,到2013年，其專利申請量更突破了5 000件，正處于專利快速增長期。在新興熱點技術領域，中石化也積極研發(fā)，加大投入。同時，對于重要的專利，也將專利價值成功轉換成經濟效益。

目前，世界石油工業(yè)正在從常規(guī)油氣向非常規(guī)油氣跨越。非常規(guī)油氣主要為頁巖系統(tǒng)油氣，包括致密油和氣、頁巖油和氣。目前頁巖氣已成為全球非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)的熱點，頁巖油的相關研究也正在興起。

頁巖氣是從頁巖層中開采出來的一種非常重要的非常規(guī)天然氣資源。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內厚度較大、分布廣的頁巖烴源巖地層中，正在成為攪動世界市場的力量。這種被國際能源界稱之為“博弈改變者”的氣體，極大地改寫了世界的能源格局。較常規(guī)天然氣相比，頁巖氣開發(fā)具有開采壽命長和生產周期長的優(yōu)點，大部分產氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期地以穩(wěn)定的速率產氣。但頁巖氣儲集層滲透率低，開采難度較大。

頁巖油是指儲存于富有機質、納米級孔徑為主頁巖地層中的石油，是成熟有機質頁巖石油的簡稱。頁巖油以吸附態(tài)和游離態(tài)形式存在，一般油質較輕、黏度較低。主要儲集于納米級孔喉和裂縫系統(tǒng)中，多沿片狀層理面或與其平行的微裂縫分布。

頁巖氣開采技術主要包括水平井技術和多層壓裂技術、清水壓裂技術、重復壓裂技術及最新的同步壓裂技術，這些技術正不斷提高著頁巖氣井的產量。頁巖氣的成功開采為頁巖油開采提供了技術參考，水平井體積壓裂、重復壓裂等“人造滲透率”改造技術，是實現頁巖油有效開發(fā)的關鍵技術。

?？松梨诜浅Ｖ匾暦浅Ｒ?guī)油氣領域的發(fā)展。2009年，其耗資410億美元以全股票方式收購了著名天然氣開采企業(yè)克洛斯提柏石油能源公司(XTO)，主要目的是購買這家公司的水力壓裂技術；2012年，又以31億美元收購了加拿大凱爾特勘探有限公司，從而獲得凱爾特在加拿大西部擁有的豐富的頁巖氣資源。以關鍵詞“hydraulic fracturing”、“shale”、“horizontal well”、“tight oil”為關鍵詞進行檢索，共計檢索到?？松梨谥旅苡蜌?、頁巖油氣相關專利382件，其分布如圖2所示。從1925年開始，在20世紀80年代最多，2004年以后又開始活躍，申請國家主要是在美國和加拿大，分別為248件和46件，2004年開始，在中國也有相關申請。

圖2 ?？松梨谥旅苡蜌?、頁巖油氣專利分布

中石化也積極在非常規(guī)油氣領域方面的探索。2009年中國石化河南油田分公司率先在泌陽凹陷古近系部署專探頁巖油的安深1井，2010年1月在井深2 450～2 510 m頁巖層中實施大型壓裂，獲最高達4.68 m3/d的工業(yè)油流，其后部署第一口頁巖油水平井泌頁HF-1并在2012年2月實施了15段壓裂。

以關鍵詞“頁巖”、“水力壓裂”、“巖性地層”、“水平井”、“致密”進行檢索，中石化在致密油氣、頁巖油氣專利總量為303件，其專利申請開始于1992年，2009年后申請量漸增，2011年達到頂峰(見圖3)。

圖3 中石化致密油氣和頁巖油氣專利分布

3 中石化重要專利產品

中石化在近幾年屢次獲得中國專利金獎，其中包括兩個重要專利“苯和乙烯制乙苯的烷基化方法”和“一種己內酰胺加氫精制方法”。

(1)專利號：ZL97106448.2

中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院(以下簡稱上海石化院)發(fā)明的“苯和乙烯制乙苯的烷基化方法”專利(ZL97106448.2)，提出了一種新的苯和乙烯制乙苯的烷基化方法，該方法采用改性高硅納米ZSM-5分子篩為烷基化催化劑，在反應溫度370～450 ℃、反應壓力為常壓～2.0 MPa、苯與乙烯物質的量比為1～25條件下反應制備乙苯，使苯和乙烯反應的乙苯收率和產品質量得到大幅度的提高。

同時，以該催化劑為基礎，系統(tǒng)研究了苯和乙烯烷基化反應的規(guī)律及反應工藝，發(fā)明了反應溫度低、反應壓力緩和、苯/乙烯比低、反應負荷高的工藝技術，形成了具有自主知識產權的乙苯綠色清潔生產技術。

上海石化院以該發(fā)明專利為核心，集成了催化劑生產、烷基化反應工藝及大型反應器等關鍵技術，成功開發(fā)了“氣相烷基化制乙苯清潔生產成套技術”，該技術與美國埃克森美孚公司的同類技術相比，催化劑負荷提高8%、使用壽命提高50%、乙苯產品純度高達99.8%、物耗降低11 kg/t、能耗降低216 MJ/t，綜合技術指標達到國際領先水平。該技術的成功開發(fā)，不僅首次實現了氣相法乙苯清潔技術的國產化，而且打破了美國?？松梨诠镜莫毤覊艛?，使中石化成為世界上第二個擁有氣相法乙苯清潔生產技術的公司，對于提升我國石油化工行業(yè)的競爭力、實現可持續(xù)發(fā)展及建設資源節(jié)約型社會等均具有重要的意義。

這件專利已成功應用于遼寧華錦化工集團有限公司、江蘇丹化集團、中國石油化工股份有限公司廣州分公司、常州東昊化工有限公司、中國石油化工股份有限公司催化劑南京分公司等10多家企業(yè)。2010—2011年累計為企業(yè)新增銷售額94.0億元，新增利潤10.8億元，新增出口額4 608萬元，經濟效益和社會效益顯著。

(2)專利號：ZL00109588.9

中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院開發(fā)成功非晶態(tài)鎳合金加氫催化劑，替代進口雷尼鎳催化劑，在連續(xù)攪拌釜反應器中對己內酰胺加氫精制，成功實現了工業(yè)化應用?？紤]到非晶態(tài)鎳合金催化劑具有磁性，滿足磁穩(wěn)定床對催化劑的要求，而且磁穩(wěn)定床可以防止細顆粒催化劑帶出，可以實現高空速操作，于是提出采用非晶態(tài)鎳合金催化劑在磁穩(wěn)定床反應器中對己內酰胺加氫精制的構思。經過磁穩(wěn)定床流體力學試驗發(fā)現，液固兩相磁穩(wěn)定床的床層非常穩(wěn)定，而在氣液固三相磁穩(wěn)定床中，由于氣泡上升速度快，氣泡尾渦容易夾帶催化劑?？紤]到己內酰胺加氫精制是對少量不飽和雜質的加氫飽和，所需的氫量較少，可能己內酰胺水溶液中溶解的氫就能滿足反應要求。經過試驗證實后，提出先將氫氣溶解己內酰胺水溶液中，然后含有溶解氫的己內酰胺水溶液在液固兩相磁穩(wěn)定床反應器中進行加氫精制的新構思，也就是一種己內酰胺加氫精制方法。

在專利轉化方面，該專利經過小試、中試和工業(yè)試驗，將磁穩(wěn)定床反應器與磁性催化劑集成用于己內酰胺加氫精制，解決了一系列技術難題，在國際上首次實現了磁穩(wěn)定床反應器的工業(yè)應用。目前已建成5套工業(yè)裝置，在建2套工業(yè)裝置，在我國己內酰胺行業(yè)的市場占有率達到80%(見表2)。該專利自實施以來，截至2011年12月，因產品質量提高而產生的新增銷售額合計2.275億元，節(jié)支合計3 497.5萬元，新增利潤合計為2.62億元。

表2 我國己內酰胺生產情況 kt/a

該專利提供一種加氫效率更高，除雜質能力更強的新型己內酰胺加氫精制方法，催化劑在磁場作用下能在液相中很好地分散，磁場的存在能有效地促進催化劑、氫氣和己內酰胺水溶液之間的相互作用，加氫效率大大提高，雜質含量遠低于現有方法，催化劑消耗低，不需分離，流程連續(xù)簡單，操作方便。磁性催化劑與磁穩(wěn)定床反應器的創(chuàng)新與集成，提高了現有催化反應過程的技術水平，推動了石油化學工業(yè)的技術進步。

4 結語

目前我國石化企業(yè)在專利戰(zhàn)略上尚處于消極防御型階段，缺乏能夠在世界石化領域產生重大影響的基本型和核心型專利以及專利技術體系的配套性與系列化。面對國外企業(yè)的戰(zhàn)略攻勢，中石化要圍繞創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，進一步提升知識產權創(chuàng)造、運用、保護與管理的整體水平，探索建立較為客觀、科學的專利申請質量評估系統(tǒng)，抓好核心技術領域的戰(zhàn)略研究，持續(xù)開展重大成套技術的知識產權保護工作，努力實現數量與質量雙豐收。

[1] 楊鐵軍.專利分析實務手冊[M].北京：知識產權出版社，2012.

催化裂化新技術途徑

在近期召開的“美國燃料和石化生產商協會(AFPM)2015年會”上，有關專家對美國煉油工業(yè)現狀進行了評估，對當前行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)進行了討論。

Johnson Matthey公司提出，要有新思路使ZSM-5助劑在催化裂化過程中發(fā)揮更多的特定作用。要使ZSM-5突破僅裂化汽油范圍烯烴的局限，在催化劑藏量中使用10%(或更多)ZSM-5助劑效果會更明顯。在用更多的ZSM-5助劑時，汽油和液化氣范圍的烯烴不僅是終端產品，而且也是反應的中間產品，可以進行異構化、環(huán)化、裂化和其他反應，可以幫助煉油商提高丙烯和丁烯產量，提高汽油辛烷值，也可以生產其他石化產品如二甲苯。

煉化生產一體化的另一個例子是生產芳烴。芳烴(苯、甲苯、二甲苯)是一種需求仍在增長的化工產品，可以提高催化裂化產品的價值，但需要在苛刻度更高的條件下運轉。GTC技術公司探討了從煉油產品中分離這些組分的技術，但難度很大，因為沸點相近，且有共沸混合物存在。

2008年，GTC技術公司推出GT-BTX萃取蒸餾工藝，能從煉廠物料中回收和凈化芳烴。2013年GTC公司又推出了稱之為BTX-Plus的關聯工藝，可從裂化的石腦油中分出芳烴(BTX)和噻吩硫物種。最初作為一種脫硫技術設計的BTX-Plus工藝，也能有效地用于從催化汽油中直接回收用于生產石化產品的芳烴。GTC公司稱，這項新技術能有效分出汽油中的硫和芳烴，不需要全餾分加氫處理，不會降低辛烷值。在常規(guī)加氫脫硫裝置中，烯烴加氫會降低產品辛烷值，GTC公司使用專用溶劑的萃取蒸餾技術，可降低硫含量但沒有辛烷值損失，而且能夠分出高價值的BTX產品，比用傳統(tǒng)方法進一步加工的能耗和投資都少。

CB&I公司的Stephen Williams介紹了該公司開發(fā)的CDAlky低溫硫酸烷基化新工藝，其特點是用新設計的反應器，既定的化學反應不變，但與常規(guī)設備相比工藝的傳質情況有所改變。CDAlky新工藝采用專有的靜態(tài)反應器內構件，不用機械攪拌，實現烴與酸催化劑之間的密切接觸。新工藝有許多優(yōu)點，如沒有堿和水洗工序，可以減少化學品成本和對環(huán)境的影響。此外，低溫反應能減少副反應，提高辛烷值；因為在產品中沒有水，可以減少產品分餾設備的腐蝕，提高可靠性。CB&I公司在得克薩斯州的示范裝置運轉以后，2013年CDAlky新工藝進入工業(yè)化階段，在中國山東省成功地建設了3套工業(yè)裝置?，F在這3套裝置都在運轉，還有兩套在設計中。

GTC技術公司介紹了提高汽油研究法辛烷值的另一項技術。作為Isomalk技術家族一員的異構化新技術稱為Isomalk-4，設計是把C7正構烷烴轉化為帶支鏈的烷烴，明顯提高辛烷值。Isomalk-4使用一種類似其他Isomalk技術所用的混合金屬氧化物催化劑。GTC公司稱，煉油商不斷探索提高汽油辛烷值的新技術，Isomalk-4就是煉油商更好地利用相對低價值C7餾分的一種新工藝。

(李雅麗摘自Chemical Engineering,2015-05)

Analysis on Development Status of Patents in SINOPEC

Zhou Xue，Cui Yan，Tang Zhihua

(ChinaPatentInformationCenter，Beijing100088)

In recent years，the patent application volume of SINOPEC has continued to grow steadily,the patent authorization quantity has increased greatly，and considerable progresshas been made on the work of intellectual property rights.SINOPEC actively participated in the research of new hot technologies to transform the patent values into economic benefits.To make rapid progress，besides strong independent innovated core technologies，an enterprise should also attach importance on construction of intellectual property rights and carry out research on intellectual property strategyat national level，industry level and enterprise level.This paper analyzed the present situation of patent development of SINOPEC，and made in-depth analysis and comparisonbetween SINOPEC and Exxon Mobil to study the patent competition patternof petrochemical industry，and explore the direction and strategy of patent development，which is of great significance for enhancing the competitiveness of SINOPEC in patent and technology.

petrochemical industry，Exxon Mobil，SINOPEC，patent

2015-07-07。

周雪，女，1984年出生，2009年畢業(yè)于治金自動化研究設計院，控制理論與控制工程專業(yè)，碩士，工程師，現從事專利數據庫的開發(fā)和建設，對專利數據進行處理和分析等工作。

1674-1099 (2015)04-0058-05

G306

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