環(huán)球油品公司煉油專利技術(shù)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(huán)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(yè)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(shù)中有31項是由UOP公司發(fā)明的，包括加氫處理、催化裂化、催化重整、異構(gòu)化和烷基化等技術(shù)。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(shù)制備。UOP公司還首先研發(fā)了無鉛汽油、可生物降解的清潔劑。因此研究UOP公司相關(guān)專利申請情況，從專利角度分析UOP公司技術(shù)發(fā)展趨勢及技術(shù)研發(fā)重點等發(fā)展戰(zhàn)略，可為我國相關(guān)企業(yè)拓展研發(fā)思路提供借鑒。

文章通過檢索中國專利全文數(shù)據(jù)庫、歐洲專利數(shù)據(jù)庫和美國專利數(shù)據(jù)庫，利用Thonmson Innovation專利分析系統(tǒng)，收集截至2018年2月23日UOP公司的相關(guān)專利，以此為基礎(chǔ)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(tài)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(chǎn)權(quán)保護，不斷地投入技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新是UOP公司能夠保持行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢的根本。以工業(yè)化為目標(biāo)，所有技術(shù)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(jīng)營戰(zhàn)略。目前，全球采用UOP公司專利技術(shù)建設(shè)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(shù)許可。

UOP公司在全球與中國的專利保護態(tài)勢的特點如下。

(1)UOP公司的全球?qū)＠Ｗo趨勢與公司技術(shù)開發(fā)階段、研發(fā)戰(zhàn)略相適應(yīng)，已經(jīng)形成專利保護大布局，并且非常重視中國市場。

UOP公司經(jīng)歷了從創(chuàng)建初期到20世紀(jì)50年代以開發(fā)煉油技術(shù)為主、50年代以后逐步轉(zhuǎn)向石油化工技術(shù)開發(fā)、80年代開始轉(zhuǎn)向生物工程和精細化工技術(shù)開發(fā)等3個發(fā)展階段。從全球?qū)＠暾堏厔輥砜?，基本與UOP公司的科技開發(fā)階段相符合。20世紀(jì)50—80年代，形成了一個很好的煉化技術(shù)積累和專利申請的高峰期，進入21世紀(jì)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(shù)市場。

UOP公司的技術(shù)開發(fā)工作包括從基礎(chǔ)研究到中試到最終的設(shè)計和制造環(huán)節(jié)，以及工藝和產(chǎn)品從初步設(shè)想到完全實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，這些研發(fā)過程產(chǎn)生的專利技術(shù)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(tǒng)計分析(見圖1)表明，UOP的技術(shù)開發(fā)優(yōu)勢集中在分子篩、催化劑與吸附劑材料(B01J)領(lǐng)域，烴油加工(C10G)領(lǐng)域，芳烴、烯烴制備以及化工處理技術(shù)(C07C)，分離技術(shù)領(lǐng)域(B01D)等。由此可見，UOP公司的領(lǐng)先技術(shù)領(lǐng)域都有較多數(shù)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(shù)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(shù)轉(zhuǎn)移市場。

表1數(shù)據(jù)表明，UOP公司的專利質(zhì)量(引證專利、同族專利的占比)整體高于國際同類企業(yè)的平均水平(同類企業(yè)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(fā)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(chǔ)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(jīng)失效。結(jié)合同族專利的占比數(shù)據(jù)可以看出UOP公司始終致力于為全球的煉化行業(yè)提供創(chuàng)新技術(shù)，特別是2005年以后，UOP公司進一步加大了專利技術(shù)的全球性布局，其中，煉油加氫及催化劑制備兩個技術(shù)領(lǐng)域在全球的技術(shù)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(fā)達國家與地區(qū)，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(fā)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?qū)＠麢?quán)期限屆滿導(dǎo)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(shù)因素使UOP公司在中國的專利授權(quán)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(nèi)外的技術(shù)合作，通過技術(shù)聯(lián)合提高綜合研發(fā)實力。

經(jīng)統(tǒng)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(jīng)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(shù)。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(shù)、對苯二甲酸制備技術(shù)等?？傮w上，UOP公司在烯烴原料生產(chǎn)技術(shù)、煉油催化劑及工藝技術(shù)等方面開展了較多的合作。

2 UOP公司煉油領(lǐng)域重點專利技術(shù)分析

2.1 煉油重點領(lǐng)域的專利技術(shù)趨勢與動態(tài)

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(chǔ)材料等5個煉油技術(shù)方向的專利數(shù)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(lǐng)域的專利在20世紀(jì)90年代前后形成研發(fā)成果高峰期后，到2010年前后其專利技術(shù)又有新突破，專利數(shù)量增長明顯；

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

(3)烷基化技術(shù)專利申請量自2000年以來一直呈上升態(tài)勢。

總體上，分子篩、加氫技術(shù)和烷基化技術(shù)在近幾年都是其研發(fā)的熱點，需要持續(xù)密切關(guān)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(yōu)勢技術(shù)領(lǐng)域申請中國專利，特別注重分子篩和加氫領(lǐng)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(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)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(guān)。

2.2 煉油技術(shù)領(lǐng)域高價值專利的布局與最新專利動態(tài)

在煉油領(lǐng)域，UOP公司的高價值專利技術(shù)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(shù)，可以看到UOP在煉油領(lǐng)域具有綜合性技術(shù)優(yōu)勢。

進一步梳理近10年UOP公司在煉油領(lǐng)域的重點專利技術(shù)發(fā)現(xiàn)，自2008年以來，UOP公司重點在生物質(zhì)加氫技術(shù)，特別是在生物基柴油產(chǎn)品領(lǐng)域申請了近20件的重點專利技術(shù)，這些專利均被后續(xù)眾多專利引用，在此基礎(chǔ)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(guān)注。與之相對應(yīng)，UOP公司和意大利埃尼公司聯(lián)合開發(fā)的UOP/EniEcofining工藝技術(shù)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(chǎn)綠色柴油。UOP/EniEcofining工藝采用加氫技術(shù)將非食用天然植物油和動物脂肪轉(zhuǎn)化成霍尼韋爾綠色柴油。據(jù)報道，該產(chǎn)品的性能高于生物柴油和石油基柴油，十六烷值高達80(當(dāng)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(yōu)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(tài)

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(shù)據(jù)尚未公開，因此無法采集分析)，其中煉油領(lǐng)域32件，化工領(lǐng)域16件，分子篩7件，吸附劑5件，其他領(lǐng)域9件。

近幾年，UOP公司提出的新技術(shù)開發(fā)方向包括：(1)開發(fā)能夠靈活切換汽油、柴油生產(chǎn)的技術(shù)；(2)利用石腦油生產(chǎn)化工產(chǎn)品的替代工藝；(3)低價值甲烷的轉(zhuǎn)化技術(shù)；(4)在清潔燃料技術(shù)領(lǐng)域改進工藝提高脫硫效率和產(chǎn)品辛烷值；(5)開發(fā)新方案優(yōu)化煉油廠的氫管理。這些新技術(shù)研發(fā)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(yè)簽訂了甲醇制烯烴(MTO)專利技術(shù)的許可，以替代石腦油生產(chǎn)化工產(chǎn)品，并推動甲烷轉(zhuǎn)化技術(shù)。UOP的MTO技術(shù)在中國市場上快速推廣應(yīng)用，因此，其在MTO領(lǐng)域?qū)＠暾埍Ｗo也同步跟進，共申請了7件專利。另一方面，UOP公司在加氫領(lǐng)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(yōu)化煉廠管理方面，UOP公司也申請了4件專利技術(shù)，同時，在FCC領(lǐng)域UOP公司也有較多的專利技術(shù)在中國市場申請保護。

3 對我國煉油化工領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)的建議

(1)從專利申請趨勢看，UOP公司在分子篩材料領(lǐng)域曾于20世紀(jì)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(xù)至今，反映出其分子篩材料應(yīng)有了新突破，建議相關(guān)研發(fā)單位密切跟蹤其最新動態(tài)，為煉化基礎(chǔ)材料的研發(fā)提供新思路。

(2)近幾年，UOP在生物質(zhì)燃料領(lǐng)域的專利保護動向突出，建議國內(nèi)相關(guān)企業(yè)密切關(guān)注。同時，由UOP公司和意大利埃尼公司聯(lián)合開發(fā)的UOP/EniEcofining工藝技術(shù)正處于技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展階段，該技術(shù)使用非食用天然植物油和動物脂肪轉(zhuǎn)化成霍尼韋爾綠色柴油。國內(nèi)相關(guān)企業(yè)可以加強該技術(shù)的交流或進行技術(shù)許可可行性研究，以拓展我國在生物質(zhì)燃料領(lǐng)域的技術(shù)面。

(3)統(tǒng)計分析表明， UOP公司與全球近40家企業(yè)、單位有共同申請專利，包括知名的企業(yè)、研究院/所和大學(xué)，技術(shù)合作面寬且廣，在自身具有很強的自主研發(fā)能力的同時，仍在全球范圍開展廣泛技術(shù)合作。建議國內(nèi)企業(yè)能夠借鑒其發(fā)展經(jīng)驗，加快相互合作，結(jié)合當(dāng)前煉化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型需求，特別加強分子篩、Oleflex、MTO技術(shù)等方面的交流與合作。

4 結(jié)論

從專利信息分析視角對UOP公司的戰(zhàn)略、研發(fā)、專利保護等方面現(xiàn)狀與特點進行分析，結(jié)果表明，在戰(zhàn)略層面：(1)UOP公司的全球?qū)＠Ｗo戰(zhàn)略與其公司戰(zhàn)略相一致、相適應(yīng)，已經(jīng)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(shù)轉(zhuǎn)移市場；(3)UOP公司比較重視國內(nèi)外的技術(shù)合作，通過技術(shù)聯(lián)合提高綜合研發(fā)實力。在研發(fā)層面：(1)UOP公司作為擁有煉化主要產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的國際化公司，其專利保護范圍十分寬泛，覆蓋各個領(lǐng)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(shù)領(lǐng)域?qū)＠Ｗo很強，在煉油領(lǐng)域，近幾年在分子篩材料、加氫和烷基化技術(shù)形成專利保護的熱點；(3)近10年，UOP公司在生物質(zhì)加氫技術(shù)領(lǐng)域申請了大量專利，反映出其能源多元化發(fā)展的戰(zhàn)略；(4)UOP公司在中國的MTO、加氫精制、催化裂化、煉廠優(yōu)化與智能化管理等領(lǐng)域申請了較多專利，這與加快相關(guān)技術(shù)在中國市場的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用同步。