“十五五”是我国石化产业由大到强的关键窗口期，必须立足产业实际，全力攻坚关键核心技术，系统性推进原料轻质化、工艺低碳化、产品高端化、资源循环化与生产智能化，构建智能、绿色、融合的现代石化产业新生态。
本文立足“十五五”石化产业转型关键期，指出我国石化产业呈现的结构转型、绿色转型、需求分化三大特征，梳理了原料、技术、高端供给、智能化融合四个方面的结构性问题。围绕原料优化、低碳转型、高端材料、生物循环、智能化应用及创新体系建设，系统提出构建现代石化产业新生态的方向和路径，具有很强的指导性。
当前，我国石化产业已跻身世界前列，连续十余年稳居全球第一化工品生产大国。2024年，我国主要化工品产量占全球42%，炼油、乙烯产能实现全面赶超，构建起全球顶级规模、产业链最完整的石化工业体系。站在“十五五”新起点，面对全球产业链重构与能源转型浪潮，石化产业亟须从“规模扩张”向“质量提升”转型，实现由大变强的历史性跨越。
“十五五”时期，石化产业高质量发展呈现三大转型特征：一是结构转型加速推进，石油需求进入达峰窗口，“减油增化”成为必然趋势，产业正从“燃料导向”转向“材料导向”；二是绿色转型纵深发展，石化化工行业碳排放占全国总量超10%，低碳化、循环化已成为行业生存发展的硬性要求；三是需求结构深度分化，新兴起的产业带动高端化工材料需求激增，而中低端产品产能过剩、同质化竞争问题日渐突出。
当前，四大结构性问题制约着石化产业高水平发展：一是原料结构不合理，劣质、重质原料占比偏高，导致生产所带来的成本与碳排放“双高”；二是低碳技术支撑薄弱，减碳技术多为单点突破，系统集成不足且产业化程度低；三是高端供给存在很明显短板，核心功能单体与特种精细化学品严重不足；四是人工智能等新技术与产业融合不深，数据碎片化、模型适配性不足等问题制约创新效能提升。破解这些结构性难题，重点是以科学技术创新与产业创新深层次地融合为引领，系统性推进原料轻质化、工艺低碳化、产品高端化、资源循环化与生产智能化，构建智能、绿色、融合的现代石化产业新生态。
实现原料端优化升级，需聚焦原料轻质化、多元化技术攻关，构建低成本、低排放的原料供应体系，这也是推动产业创新、破解结构性矛盾的重要抓手。
针对炼油产能过剩和化工原料供给不足的突出矛盾，以“减油增化”为核心，大力推广应用深度加工技术。优化加氢裂化技术，改进催化剂性能与反应工艺参数，将重质馏分油高效转化为芳烃、烯烃等优质化工原料；发展催化重整新技术，在低能耗下实现芳烃产品质与量的提升；推广沸腾床/浆态床渣油加氢技术，实现重质、劣质渣油的资源化利用，通过技术创新推动产业体系优化。
乙烯原料成本占生产所带来的成本的60%以上，轻质化是降本增效的核心路径。重点发展轻烃/石脑油制乙烷、丙烷技术，在不改变现有裂解料构成和数量的前提下，可提高乙烯收率10%~15%，降低吨乙烯成本8%~12%；攻关异丁烷制正丁烷技术，采用“金属—酸”双功能催化剂实现异丁烷定向转化，大幅度提高“双烯”收率，高效利用混合碳四资源。同时，拓宽乙烷、丙烷等轻质原料的供应渠道，缓解对传统液体原料的依赖，通过技术突破带动产业资源配置效率提升。
依托我国资源禀赋，大力开发非粮生物质转化、二氧化碳资源化利用技术，推动非化石原料与化石原料协同生产烯烃、芳烃，构建多元化原料新体系。推进非化石原料与石化产业耦合发展，通过科学技术创新拓展原料供给渠道，为产业持续健康发展提供资源保障，彰显产业创新的绿色发展导向。
推动生产的全部过程系统性降碳，需从工艺、流程、能源三个维度构建全链条低碳技术体系，以科学技术创新驱动绿色转型，实现产业高质量发展与生态保护协同推进。
聚焦高能耗、高排放环节推动绿色升级。在乙烯生产中，针对蒸汽裂解炉占装置总能耗50%~60%的问题，攻关电加热技术，研制耐高温耐腐蚀加热元件，重构裂解炉结构，突破加热均匀性与能效提升瓶颈；在芳烃生产中，推广混合芳烃分壁精馏、单塔吸附分离技术，减少精馏过程能耗与溶剂消耗；开发高选择性催化氧化、羰基化等技术，在分子层面优化反应路径，减少副产物生成，通过工艺技术创新降低产业环境影响。
以精准催化为核心，开发短流程技术，推动反应与分离流程革新。发展精准催化理论与高效催化材料，开发专用反应器与工艺，建立绿色低碳催化新过程；突破非热驱动分离新技术，推广基于新型复合膜材料的“吸附—分离”耦合工艺、基于自稳定沉淀聚合技术的“聚合—分离”协同过程，大幅度降低分离环节能耗；通过流程重构实现反应与分离深度耦合，减少中间环节，构建紧凑高效的生产新流程，以流程创新提升产业绿色低碳发展水平。
构建多能互补的低碳能源体系。加快风光氢储一体化的绿氢炼化工程示范，推动绿氢在加氢裂化等环节规模应用；探索小型核堆供能系统，逐步替代传统燃料、蒸汽和电力供应；发展新型储能储热技术，对生产余热、余压进行梯级回收利用，构建“生产—储能—再利用”能源闭环；推进炼化企业与可再次生产的能源基地深度耦合，保障绿色能源稳定供应，通过能源系统创新为产业低碳转型提供支撑。
满足新兴起的产业对高端产品自主可控的需求，需以功能化单体创制为源头，攻克高端化工材料和精细化学品生产技术，通过科学技术创新与产业需求的精准对接，破解高端供给不足的难题。
聚焦功能化单体的精准设计与高效合成，重点发展氧化、氮化、羰基化等定向转化技术，在基本有机原料分子骨架上高效引入氧、氮等关键原子，精准合成新型功能化单体。例如，在己内酰胺生产中，通过改进环己酮肟化与重排工艺，减少硫酸消耗与副产硫酸铵生成；开发新型催化剂，实现丙烯原位氧化合成环氧丙烷新技术，以核心单体技术创新奠定高端材料生产基础。
围绕新兴起的产业需求构建产品矩阵。在化工新材料领域，发展高端聚酰胺、特种橡胶、特种功能塑料的生产与改性技术，提升产品耐高温、耐磨损、抗老化性能；在精细化工领域，突破高性能电子化学品、医药中间体、食品添加剂等产品的合成与提纯技术，提升产品纯度与稳定性；在前沿新材料领域，布局先进混合基质膜材料、环境感知智能纤维材料、仿生材料等，填补高端市场空白，通过产品技术创新对接产业升级需求。
顺应个性化的市场需求，避免同质化竞争。建立产品性能数据库与分子设计平台，通过调整单体组成、优化工艺参数、精准控制生产条件，实现产品性能定制化调控；开发差异化改性技术，通过共混、填充、增强等手段赋予产品特殊功能；构建柔性生产体系，实现多品种、小批量产品的高效生产，快速响应市场需求，以技术创新支撑产业差异化、高质量发展。
发展生物化工与塑料循环经济是石化产业绿色转型的重要方向，也是培育新增长点的关键领域，需通过科学技术创新赋能产业跨界融合，打造产业高质量发展新引擎。
依托生物基平台化合物，延伸高值化产品链条。突破乳酸、糠醛、琥珀酸等平台化合物的高效合成技术，优化微生物发酵、酶催化工艺，提高原料转化效率与产品收率；发展平台化合物深加工技术，生产医药中间体、食品添加剂、化妆品等高的附加价值产品；研发非粮生物质糖化、气化技术，降低对粮食资源的依赖；开发生物基烯烃、芳烃生产技术，通过乙醇路线或糖平台路线，实现生物质向基础化工原料高效转化，以生物化工技术创新拓展产业高质量发展空间。
以化学回收为核心，推动废旧塑料资源化利用。重点发展热解与催化裂解技术，开发专用反应器与催化剂，实现塑料中分子链高效、精准断裂与重构，转化为烯烃、芳烃等化工原料；突破醇解/水解/氨解技术，对聚酯、聚酰胺等特定塑料实现定向解聚与单体回收；完善气化与合成气转化技术，将混合废旧塑料经合成气转化为甲醇、乙醇等化学品；探索生物酶解聚技术，利用酶的特异性催化作用实现塑料温和降解。同时，配套开发高效分选分离技术，解决塑料成分复杂、杂质含量高的问题，保障回收原料质量，以循环技术创新推动产业绿色低碳转型。
推动多元技术路线深层次地融合互补。推动原料互补，耦合利用工业排放二氧化碳与生物基原料生产高的附加价值化学品，实现碳闭环循环；推进装置集成，利用现有石化装置加工转化生物基原料；构建耦合系统，一体化布局塑料化学回收与炼化装置，实现回收原料就地转化，通过技术融合创新构建产业绿色发展新格局。
以AI技术为代表的智能化技术赋能石化产业，是提升产业效率、保障安全运作的关键，需突破数据与模型瓶颈，推动科学技术创新与产业数字化转型深度融合。
破解数据稀缺与碎片化问题，构建全流程数据体系。规范数据采集格式，建立覆盖石化装置全生命周期的系统数据集；突破反应器、换热器等核心设备内部真实运行数据的采集技术，开发耐高温、高压、耐腐蚀的传感器与数据传输系统；搭建实验室小试、中试与工业化数据的衔接平台，开发数据尺度转换与校正技术，解决数据复用难题；构建数字孪生工厂，实现物理工厂与虚拟工厂实时对映、交互反馈，为智能化应用提供坚实数据支撑，以数据技术创新筑牢产业智能化基础。
突破模型构建与可解释性难题，推动AI可靠应用。构建“机理+数据”双驱动混合模型，将物理、化学、工程技术规律融入模型训练，提高模型准确性与泛化能力；开发多变量协同优化模型，破解装置系统集成度高、参数耦合性强等难题，实现石化生产的全部过程全局优化；引入专家动态干预机制，在线修正与评估模型中间推理结果，将专家经验及时转化为模型优化关键数据，以AI模型创新提升石化产业智能决策水平。
打造全流程智能场景，提升产业整体效率。在材料研发领域，利用AI加速催化剂、功能材料的设计与研发，缩短研发周期；在生产管理领域，实现工艺参数实时调控与能耗物耗精准控制，推进生产计划动态优化与资源高效配置；在风险管控领域，融合视觉识别与传感器监测等技术，构建故障预测与风险预警模型。通过多场景集成，构建“感知—分析—决策—执行”闭环，驱动产业从经验驱动向数据智能驱动转型，以智能化技术创新赋能石化产业高质量发展。
深化创新体系建设，推动科学技术创新与产业创新深层次地融合，是我国石化产业迈向高水平发展的根本保障。
为技术创新提供制度保障，确保核心技术攻关落地见效。一是强化核心技术攻关机制，建立产学研用协同创新联合体，重点加强共性技术中试平台建设，贯通从基础研究、中试验证到工业量产的全链条创新通道，提高技术转化效率。二是深化科技体制改革，完善科学技术开放合作机制，高效整合创新资源；健全科技成果转化机制，建立市场化评价与激励制度，激发创新主体活力；加强知识产权保护与运用，构建专利布局与风险防控体系，保障创新成果安全。三是完善创新支撑保障，健全人才“政策特区”机制，加大战略科学家、一流科技领军人才和创新团队的培养与支持力度；大力弘扬科学家精神，营造勇于创新、甘于奉献、宽容失败的创新氛围，为科技与产业融合提供人才支撑。
将解决石化产业难题、响应市场需求、引领产业变革融为一体，切实提升创新实效。一是坚持问题导向，聚焦原料结构、低碳转型、高端供给等核心瓶颈问题，凝练背后的科学问题，开展靶向攻关，切实解决产业高质量发展的卡点堵点问题。二是坚持需求牵引，紧密围绕人工智能、机器人、低空经济、集成电路、新能源汽车等战略性新兴起的产业与未来产业的市场需求，开展化工新材料研究，确保科学技术创新与产业高质量发展同频共振。三是坚持前瞻布局，开发变革性、非共识和颠覆性技术，通过化学品与材料的源头创新突破，培育新产业、开辟新赛道，掌握未来产业高质量发展主导权，引领新一轮产业变革，为石化产业高水平质量的发展提供有力支撑。
“十五五”是我国石化产业由大到强的关键窗口期，必须立足产业实际，聚焦原料优化、低碳转型、高端突破、循环发展、智能赋能五大方向，以科学技术创新与产业创新深层次地融合为核心驱动力，构建高效协同的创新体系，全力攻坚关键核心技术，推动石化产业摆脱路径依赖，实现结构升级、效率提升、绿色转型，为建设世界石化强国、发展新质生产力提供坚实支撑。
