1.1 煉油化工行業(yè)技術(shù)創(chuàng )新特點(diǎn)
煉油化工行業(yè)屬于石油工業(yè)的下游,其發(fā)展一方面受制于油氣資源的品質(zhì)與價(jià)格,一方面取決于市場(chǎng)需求。在石油工業(yè)價(jià)值鏈的不同業(yè)務(wù)環(huán)節,技術(shù)有著(zhù)不同的使命:在勘探生產(chǎn)領(lǐng)域,拓展資源領(lǐng)域,實(shí)現資源價(jià)值;在煉油領(lǐng)域,提高加工效率,降低生產(chǎn)成本,實(shí)現工藝價(jià)值;在化工領(lǐng)域,提升產(chǎn)品質(zhì)量和品牌價(jià)值,增加產(chǎn)品附加值。
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位于石油工業(yè)價(jià)值鏈不同環(huán)節的技術(shù)創(chuàng )新活動(dòng)也具有鮮明的特點(diǎn)。上游的技術(shù)創(chuàng )新活動(dòng)往往以研發(fā)+現場(chǎng)技術(shù)支持的形式展開(kāi),其中研發(fā)活動(dòng)包括超前儲備、集成開(kāi)發(fā)和制定通用型技術(shù)解決方案;而技術(shù)支持活動(dòng)則需要采用科學(xué)的流程與方法解決具體的、個(gè)性化生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題,通常要求物探、鉆井、測井等多專(zhuān)業(yè)聯(lián)合作戰,并且需要長(cháng)期實(shí)戰經(jīng)驗積累??偟膩?lái)說(shuō),上游技術(shù)中經(jīng)驗與技術(shù)訣竅非常重要,技術(shù)服務(wù)多于單純的技術(shù)許可。與上游相比,煉油化工領(lǐng)域的技術(shù)標準化顯得更為突出,專(zhuān)利形式的技術(shù)保護也顯著(zhù)增加。這是因為,較之千差萬(wàn)別的地層條件,煉油技術(shù)的可復制性更強,企業(yè)之間的技術(shù)交易更頻繁,一項好的技術(shù)可以在多家企業(yè)得以許可應用。
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煉油技術(shù)整體已經(jīng)成熟,相比 20 世紀上半葉,技術(shù)創(chuàng )新的步伐已明顯放緩,以漸進(jìn)性創(chuàng )新為主,以提高效率、降低成本為主要目標的工藝創(chuàng )新是技術(shù)創(chuàng )新的主要形式。相比較而言,由于化工行業(yè)的復雜性以及更貼近終端消費需求,技術(shù)創(chuàng )新呈現出更多元的特點(diǎn)。以三烯三苯為代表的傳統大宗化工產(chǎn)品的生產(chǎn)主要以原料優(yōu)化和工藝改進(jìn)為主,而合成樹(shù)脂、合成橡膠等領(lǐng)域的競爭則更多面向開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,提升產(chǎn)品附加值。
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1.2 煉油化工技術(shù)發(fā)展趨勢?
從長(cháng)期來(lái)看,世界煉油工業(yè)的發(fā)展主要面臨以下挑戰?
(1)原油質(zhì)量趨于劣質(zhì)化和重質(zhì)化;
(2)石油產(chǎn)品需求趨于輕質(zhì)化;
(3)油品質(zhì)量趨于清潔化;
(4)煉廠(chǎng)排放限制趨于嚴格化。?
相應的,最大限度地將重質(zhì)原油轉化為輕質(zhì)油品的重油加工技術(shù)仍將是世界煉油技術(shù)的主攻方向之一;清潔燃料生產(chǎn)技術(shù)將在工藝日臻完善的基礎上重點(diǎn)提高催化劑性能;煉油工業(yè)的減排重點(diǎn)將轉向提高能效,實(shí)現低碳排放;煉廠(chǎng)規模不斷擴大,煉化一體化作用增強。
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石化工業(yè)發(fā)展趨勢則表現為:?
(1)化工原料向石油、天然氣、煤、生物質(zhì)等多元化原料途徑發(fā)展;
(2)中東新增石化產(chǎn)能進(jìn)入投產(chǎn)高峰期,北美以及中國煤化工的興起將對產(chǎn)業(yè)供應格局產(chǎn)生重要影響;
(3)需求將進(jìn)一步向新興市場(chǎng)轉移,下游制品生產(chǎn)對聚合物產(chǎn)品性能和功能的要求不斷提高;
(4)生產(chǎn)工藝綠色清潔化。
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相應的,大力發(fā)展拓寬原料來(lái)源新技術(shù),開(kāi)發(fā)高性能和高附加值合成材料產(chǎn)品以及開(kāi)發(fā)高效率、低成本、副產(chǎn)物少、無(wú)污染的新一代生產(chǎn)工藝成為石化技術(shù)發(fā)展的主要方向。
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目前,巴斯夫、陶氏化學(xué)等綜合化工公司正在向高附加值產(chǎn)品與系統解決方案供應商轉型。一方面,傳統石化行業(yè)的競爭焦點(diǎn)正在進(jìn)一步向價(jià)值鏈終端延伸,更強調市場(chǎng)導向和與客戶(hù)一起創(chuàng )新;另一方面,花費巨資進(jìn)行研發(fā)以獲取知識產(chǎn)權,構筑技術(shù)壁壘,贏(yíng)取商業(yè)價(jià)值依然是公司競爭制勝的重要法寶。本文將重點(diǎn)闡述上下游一體化的國際大石油公司在煉油化工技術(shù)創(chuàng )新管理方面的先進(jìn)實(shí)踐。
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2 國際大石油公司的煉油化工技術(shù)創(chuàng )新管理實(shí)踐?
2.1 開(kāi)放聯(lián)合,開(kāi)展導向性基礎研究?
導向性基礎研究是工業(yè)部門(mén)開(kāi)展的一種具有開(kāi)創(chuàng )性的科學(xué)或技術(shù)研究,其目的是增加與公司發(fā)展戰略有關(guān)的科學(xué)和工程領(lǐng)域中的知識,形成有用的新構思去開(kāi)發(fā)商業(yè)化材料、工藝或產(chǎn)品,從而在不遠的將來(lái)為公司增加利潤。閔恩澤院士通過(guò)案例研究指出,大石油公司圍繞核心業(yè)務(wù),在新催化材料、新反應工程和新反應的科技前沿領(lǐng)域開(kāi)展導向性基礎研究,以尋找和積累新科學(xué)知識對推動(dòng)石油化工工藝創(chuàng )新具有重要意義。
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??松梨诠疽恢敝匾晫蛐曰A研究,其研究與工程公司在分子篩領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位,不僅技術(shù)領(lǐng)先,而且學(xué)術(shù)領(lǐng)先。由于分子篩是石油煉制和石油化工中關(guān)鍵催化材料,從而使得公司成功開(kāi)發(fā)一系列新工藝。隨著(zhù)公司聚合物業(yè)務(wù)的發(fā)展,EMRE 與雅典大學(xué)開(kāi)展了逾 20年的合作研究,主要圍繞長(cháng)鏈分支高分子合成與流變學(xué)、雜臂高分子的合成與形態(tài)研究以及高分子共混物熱力學(xué)等導向性基礎研究。2010 年,博士與雅典大學(xué)的教授共同獲得由美國化學(xué)學(xué)會(huì )高分子材料分會(huì )頒發(fā)的高分子科學(xué)與工程合作研究獎。
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BP公司是利用外部力量進(jìn)行導向性基礎研究的典范。2000 年與劍橋大學(xué)聯(lián)合建立“多相流研究中心”,旨在加強對油氣開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段的分析、井下情況的預測和控制,涉及地質(zhì)學(xué)、化學(xué)、工程、流體動(dòng)力學(xué)的應用,以及數字模擬技術(shù)。2012 年與曼徹斯特大學(xué)、劍橋大學(xué)、帝國理工及伊利諾伊大學(xué)聯(lián)合建立“先進(jìn)材料國際中心”,致力于結構材料、智能涂層與膜、功能材料、催化劑等研發(fā)。
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2.2 貼近市場(chǎng),設立本土化技術(shù)中心?
相比上游相對集中的研發(fā)機構設置,國際大石油公司煉油化工的技術(shù)中心更加分散,貼近市場(chǎng),且根據市場(chǎng)變化進(jìn)行的調整更加頻繁。殼牌設有4大全球性創(chuàng )新與研發(fā)中心以及8大區域性開(kāi)發(fā)與技術(shù)支持中心。其中,4大全球性創(chuàng )新與研發(fā)中心以公司的戰略目標、未來(lái)發(fā)展及當前業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)急需的技術(shù)需求為目標,進(jìn)行綜合性、基礎、超前技術(shù)研究;8 大地區性技術(shù)中心以公司某些專(zhuān)有技術(shù)、某些有市場(chǎng)需求的產(chǎn)品為開(kāi)發(fā)目標,進(jìn)行應用性、技術(shù)支持項目的研究,主要解決生產(chǎn)面臨的技術(shù)難題。?
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歷史上,殼牌還曾在比利時(shí)、法國等地建立過(guò)研發(fā)中心,但受經(jīng)濟形勢及公司業(yè)務(wù)發(fā)展的影響,都相繼有所調整或關(guān)閉。其中,比利時(shí)魯汶技術(shù)中心負責聚合物、塑料和柔性聚氨酯產(chǎn)品研發(fā);在2007 年殼牌公司的技術(shù)報告中還曾將魯汶中心列為主要技術(shù)中心之一,但 2009 年以來(lái)已不再被列入。法國技術(shù)中心在 Lyon 設有油品研究實(shí)驗室,在 Marseilles設有化工研究實(shí)驗室;但隨著(zhù) 2008 年殼牌出售法國的 3 座煉廠(chǎng)及 2/3 的加油站,法國技術(shù)中心不再作為殼牌的主要研發(fā)中心。
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BP 的 7 大技術(shù)中心如表 2 所示,其中上游技術(shù)中心集中在英國森伯里和美國休斯敦。下游技術(shù)中心有 5 家。
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值得注意的是,近年來(lái),隨著(zhù)石化市場(chǎng)向新興經(jīng)濟體轉移,中國市場(chǎng)日漸受到國際大石油公司的垂青。2011 年 3 月,??松梨诨こ赓Y 9000 萬(wàn)美元的技術(shù)中心(也是其全球第三大技術(shù)中心)在上海投入運營(yíng)。該中心旨在為中國和亞洲市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的業(yè)務(wù)提供產(chǎn)品應用方面的支持。位于該中心的實(shí)驗室和產(chǎn)品展示設備將提供應用技術(shù)服務(wù)并具備一系列應用技術(shù)開(kāi)發(fā)能力,將有力地支持增長(cháng)中的高端產(chǎn)品的銷(xiāo)售,通過(guò)提供創(chuàng )新的解決方案滿(mǎn)足客戶(hù)的各種需求。而殼牌上海技術(shù)中心于2014 年成立,是殼牌在全球范圍內設立的第三家專(zhuān)門(mén)負責潤滑油技術(shù)的研發(fā)中心,旨在為中國及亞洲市場(chǎng)客戶(hù)提供全面的潤滑油解決方案。
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2.3 重視技術(shù)商業(yè)化與市場(chǎng)化
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對國際大石油公司來(lái)說(shuō),研發(fā)成果的高效轉化與大規模商業(yè)應用是追求公司利潤最大化和股東回報最大化的重要途徑。在國際大石油公司的煉油化工業(yè)務(wù)板塊,基于強有力的知識產(chǎn)權保護,技術(shù)商業(yè)化與市場(chǎng)化特點(diǎn)非常明顯。通常做法為:利用優(yōu)勢技術(shù)成立子公司或合資公司,對外進(jìn)行技術(shù)許可,提供產(chǎn)品或服務(wù)。
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隸屬于雪佛龍下游板塊的技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)公司,是雪佛龍的加氫與煉油技術(shù)的商業(yè)化中心,致力于加氫與煉油技術(shù)的研發(fā)、工藝和機械設計、催化劑生產(chǎn)、項目執行、技術(shù)服務(wù)、銷(xiāo)售及合資公司業(yè)務(wù)管理,包括雪佛龍魯瑪斯公司、先進(jìn)煉油技術(shù)公司等。目前,雪佛龍公司是世界頂尖加氫技術(shù)的供應商,主要通過(guò)上述兩家合資公司提供產(chǎn)品與服務(wù)。
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殼牌公司設有殼牌全球解決方案業(yè)務(wù),旨在為全球非殼牌客戶(hù)提供最前沿的專(zhuān)業(yè)技術(shù),主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域面向下游,包括提供煉油與化工、氣體加工、煤氣化等領(lǐng)域的技術(shù)許可。在技術(shù)轉讓方面,殼牌全球解決方案除了進(jìn)行技術(shù)許可,還提供業(yè)務(wù)與運營(yíng)咨詢(xún)服務(wù)。殼牌還成立了若干催化劑技術(shù)相關(guān)的合資公司,如殼牌標準催化劑和技術(shù)公司等。
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??松梨谕ㄟ^(guò)對其石化工藝提供技術(shù)許可,工藝范圍涵蓋芳烴(二甲苯和烷基化)、烯烴和聚合物。??松梨谶€特別注意強強聯(lián)合,建立技術(shù)許可聯(lián)盟。如 2011 年,??松梨谘芯颗c工程公司與 UOP 公司宣布組建潤滑油和燃料技術(shù)許可聯(lián)盟,為潤滑油和高品質(zhì)燃料生產(chǎn)提供一體化的解決方案。該聯(lián)盟匯集了 EMRE 公司技術(shù)(用于生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機油使用的潤滑油基礎油)以及 UOP 公司的加氫處理解決方案(用于生產(chǎn)高品質(zhì)潤滑油原料)。此外,??松梨谶€成立了合資公司進(jìn)行技術(shù)許可,如與陶氏化學(xué)的合資公司是全球聚乙烯行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)許可方,并且為聚乙烯生產(chǎn)商提供催化劑和服務(wù);與Technip 的合資公司 Badger Licensing LLC 則提供高端的烷基化技術(shù)許可。
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2.4 上下游技術(shù)集成開(kāi)發(fā)趨勢明顯
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近 20 年來(lái),世界科技發(fā)展的一個(gè)鮮明特征是日益求助于多學(xué)科融合戰略解決各種問(wèn)題。在石油工業(yè),多學(xué)科融合顯得尤為重要。在研發(fā)項目管理上多采取矩陣式管理,以充分發(fā)揮各領(lǐng)域技術(shù)專(zhuān)長(cháng),有效調度資源。近年來(lái),石油公司在加強多學(xué)科融合的基礎上更強調上下游技術(shù)的集成,主要原因有兩方面:一是資源條件與市場(chǎng)需求都在不斷變化,比如石油資源重質(zhì)化與劣質(zhì)化對開(kāi)采、運輸和加工工藝提出了新挑戰;而下游產(chǎn)品需求變化又對資源優(yōu)化提出新要求;二是上下游領(lǐng)域在技術(shù)上有一些共性與基礎的問(wèn)題,比如熱力學(xué)、耐高溫高壓材料與防腐、水處理等。
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上下游技術(shù)集成在若干技術(shù)領(lǐng)域和跨學(xué)科合作中表現得尤為明顯,如常規原油提高采收率、油砂改質(zhì)、二氧化碳捕集與封存技術(shù)、產(chǎn)出水處理、納米技術(shù)應用等。作為世界上第一個(gè)在深水油田開(kāi)展聚合物驅的作業(yè)者,道達爾長(cháng)期重視上下游技術(shù)的集成。在組織架構上,2003 年,雪佛龍將分別從事上游和下游技術(shù)研究的雪佛龍勘探與生產(chǎn)技術(shù)公司和雪佛龍能源研究與技術(shù)公司合并,成立了能源技術(shù)公司,是業(yè)內第一家對主要技術(shù)研發(fā)機構實(shí)行上下游一體化管理的石油公司。2009 年,殼牌成立項目與技術(shù)部,將原隸屬于上下游不同板塊的研發(fā)機構歸口該部門(mén)管理,并根據公司業(yè)務(wù)鏈條建立若干個(gè)上下游一體化的技術(shù)創(chuàng )新平臺,如化學(xué)驅、天然氣制油、LNG 等。
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3 對中國石油集團的幾點(diǎn)建議?
3.1 持續完善煉油化工研發(fā)組織體系?
由于煉油技術(shù)集中研發(fā)能更好地發(fā)揮整體優(yōu)勢,建議持續完善以石油化工研究院為主的“一個(gè)整體,兩個(gè)層次”的研發(fā)組織體系?;I(yè)務(wù)由于產(chǎn)品的多樣性以及更貼近終端消費者,技術(shù)創(chuàng )新呈現出更多元的特點(diǎn),從組織機構設置上也必須與生產(chǎn)單位更緊密結合。建議石油化工研究院以大宗、基礎和共性的化工技術(shù)研發(fā)為主;同時(shí)扶持地區公司特色技術(shù)開(kāi)發(fā),面向市場(chǎng)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,進(jìn)一步優(yōu)化布局。
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3.2 加快推進(jìn)煉油化工技術(shù)有形化和市場(chǎng)化?
針對已經(jīng)成熟可靠的煉油化工技術(shù),加快推進(jìn)技術(shù)有形化和標準化工作,逐步推進(jìn)技術(shù)的市場(chǎng)化。圍繞建立內部技術(shù)市場(chǎng),研究技術(shù)定價(jià)與科技成果最終權益再分配的原則與方法,開(kāi)發(fā)技術(shù)轉讓費的合理使用方式,成立中國石油煉油化工自有技術(shù)推廣機構,制定自有技術(shù)推廣應用的激勵政策與機制。以工程設計和建設單位為龍頭,加強成熟成套技術(shù)的對外許可。
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3.3 推進(jìn)開(kāi)放式創(chuàng )新,提升煉化科技合作水平?
開(kāi)放式創(chuàng )新具有豐富的內涵,既包括與大學(xué)、研究機構的合作,也包括與用戶(hù)企業(yè)的合作創(chuàng )新;既包括與同行業(yè)企業(yè)的戰略聯(lián)盟,也包括與行業(yè)外企業(yè)的跨界合作。建議在對中國石油煉油化工對外科技合作進(jìn)行系統梳理的基礎上,按領(lǐng)域與項目類(lèi)型做好煉化科技合作的頂層設計。如在導向性基礎研究方面,選取若干重點(diǎn)領(lǐng)域,與國內外知名大學(xué)及研究機構聯(lián)合開(kāi)展研究;在面向市場(chǎng)的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面,與用戶(hù)企業(yè)建立更為密切的合作創(chuàng )新關(guān)系。