目前，我国石油化工产业正面临五大严峻挑战，包括“白色污染”“绿色发展”和“产能过剩”三大人类面临的共同挑战，以及产品结构性过剩和原料成本高这二个我国特有的挑战。

其中，全球“产能过剩”和我国原料成本高叠加是我国石化产业面临的最大挑战（图1）。

图1我国石油化工产业面临的主要挑战及对行业的影响

• 我国缺少“油田伴生气”和“页岩气”，乙烯成本很高。

• 另外，我国“油多化少”，新建乙烯装置成本进一步提高。

• 我国煤化工已得到了高速发展，但未能展示出助力我国石化产业高质量发展的迹象。

• 我国天然气资源严重不足，且基本不含石油化工可以利用的乙烷和丙烷，用其帮助我国石化产业也是不现实的
  

【生物基能源与材料】获悉，近日，中国石化北京化工研究院乔金樑团队在《化工进展》发表了题为“原料替代助力我国石化产业高质量发展“的综述论文。

论文提出三个原料替代方面的建议：

• 一是采用聚合分离新技术，将我国数千万吨低成本未资源化利用的烯烃和烷烃混合物用于乙烯原料，解决我国石化工业乙烯原料不足的问题，并大幅度降低乙烯装置的原料成本，还可创造一个新的大宗聚合物产业；

• 二是以二氧化碳、秸秆和树枝等非粮生物质、废弃聚合物为原料生产现有石化产品使我国石化产业实现低成本绿色发展；

• 三是借鉴巴西石油经验，将生物化工与石油化工耦合，使石化装置既可生产石油基产品，也可生产高附加值的生物基产品。

聚合分离技术是中国石化北京化工研究院在杨万泰院士“自稳定沉淀聚合”技术基础上开发的原创技术，该技术可以将混合物中的α-烯烃转化为高附加值的“马来酸酐-烯烃交替共聚物”，不能聚合部分则可作为低成本乙烯裂解原料使用。

该技术不仅有望大幅度降低乙烯裂解原料成本，并可缓解新建装置原料不足的问题，还可以建立一个通用高附加值聚合物新产业。

中国石化北京化工研究院的研究结果表明，使用二氧化碳、废弃聚合物、秸秆和树枝等废弃生物质为原料能够生产现有石化产品。

他们的研究结果已经证明，废弃聚合物和废弃生物质均可在微波等离子体作用下被气化，产生各种烯烃或合成气（见表1、表2）；废弃的碳纤维复合材料还可进行升级回收，得到可燃气体和高性能短切碳纤维。

他们还发现，CO2等离子体催化的Boudouard反应可以将传统的Boudouard一步反应转变为二步反应，气相CO2可以和碳反应实现低成本制备CO。

并且，CO2加水可以低成本转化为合成气，CO2加废弃生物质可以低成本制备合成气，CO2加废弃聚合物可以制备含有合成气的燃料。有了合成气就可制备合成油，而合成油是优质乙烯裂解原料。

所以，采用这些废弃绿色原料，石化产业有望在降低成本的前提下实现绿色发展。

目前，采用生物基原料生产的石化产品成本大多高于石油基原料生产的产品，但售价较高。

为降低生物基石化产品的成本，可以将生物化工与石油化工耦合起来。

在既有乙烯装置又有集中非粮生物质资源的地方，建立糖平台，制备非粮生物基石化原料。这样，乙烯装置即可生产石油基产品，也可生产高附加值的生物基产品，如图3。

图3 生物基乙烯与石油基乙烯耦合生产过程的示意图

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结语与展望

改变我国石油化工产业的局面有三种可能性：

• 一是原油价格大幅度下降，使我国的石化产品成本与页岩气生产的产品相当；

• 二是进行原始创新，大规模生产“蓝海”产品，即具有排他性知识产权的产品；

• 三是成功实现原料替代，降低我国石化产业的成本。

合理的原料替代是实现我国石化产业高质量发展的重要途径，应引起我国学术界和工业界的重点关注。

▌参考信息：本文部分素材来自化工进展，由DT新材料重新编写，系作者个人观点，本平台发布仅为了传达一种不同观点，不代表对该观点赞同或支持。如果有任何问题，请联系我们：18094560191（微信同号）