石化化工行业循环转型的三条路径

  政策驱动加速布局
  [中国石油新闻中心 2025-09-16]
  中国石油石油化工研究院 付凯妹
  9月10—14日举办的2025年服贸会上，首次在环境服务展单独设立了“零碳园区方案馆”，作为行业特色主题展馆。在“双碳”目标引领和政策驱动下，发展循环经济已成为石化化工行业绿色低碳转型的核心抓手。从源头材料设计的易回收创新，到末端废弃物的高值化利用，再到资源循环与碳管理的系统协同，我国石化化工行业正探索多路径并进的闭环发展模式，不仅塑造产业新优势，也为全球贡献绿色化工的“中国方案”。
  近年来，《“十四五”循环经济发展规划》《“十四五”塑料污染治理行动方案》等政策密集出台，明确要求推动重点行业废弃物资源化、构建绿色制造体系。石化化工作为资源能源密集型产业，其原料结构、产品体系及碳排放水平，将直接关乎“双碳”进程。《化工新材料产业“十四五”发展指南》强调，“统筹布局高性能、可再生、可降解材料体系，完善回收循环利用机制”，将绿色低碳列为核心竞争力。生态环境部、国家发改委等部门也相继出台废塑料治理、危废资源化等专项政策，推动行业在原料替代、工艺革新、系统优化方面深度变革。国际层面，欧盟《欧洲塑料战略》提出2030年塑料包装可重复使用或可回收目标；美国化学理事会规划了2040年塑料包装100%循环利用路线图；日本则以“资源循环促进法”为核心推进化学回收与再生体系建设。
  在国内外政策合力推动下，我国石化化工行业的循环经济转型正从理念倡导迈向系统实践，这既是提升国际竞争力的战略部署，也是引领全球绿色发展的重要行动。
  源头创新打造“易回收”材料体系
  循环经济的根基在于源头设计，需在材料设计阶段就考虑其使用后的回收和再利用路径，实现结构可控、易于解构。在高性能热固性材料领域，针对风电叶片、复合材料等回收难度大的环氧树脂、酚醛材料，国内科研团队通过引入锌/磷催化体系，在较低温度下实现分子链精准断裂，回收的二元醇与胺类单体可直接再用于生产，性能保持率超过90%。这一技术已在部分风电叶片回收试点中应用，预计可将报废处理成本降低30%以上。在高分子设计中，可逆化学键（如可逆酯键、硼酸酯键等）成为重要方向。
  这类动态键在产品使用阶段结构稳定，而在回收阶段可在温和条件下被触发断裂，分解为可再利用的小分子或单体，有利于后续化学回收或酶催化降解。这种“设计即考虑回收”的理念，推动材料科学从追求单一性能转向兼顾性能、回收性与环境责任的全生命周期优化，为构建闭环循环奠定基础。
  末端循环利用高值化实现闭环
  末端循环利用环节的关键在于让废弃物实现高值化回流产业链，形成稳定的再利用市场和经济动力。聚烯烃高效转化方面，针对PE、PP等聚烯烃惰性材料热解效率低、产物附加值有限的难题，研究团队开发双金属催化体系，在600摄氏度条件下实现选择性裂解与芳构化，芳烃产率超过60%，液相收率超75%。另一条氢解技术路线利用Ru-Ni活性中心精准断裂长链结构，产物集中于柴油馏分，可直接进入炼化装置加工。中试数据显示，PE转化率可达92%，相关成果已在华东某大型炼化一体化项目中完成工艺对接。废塑料一步法制精细化学品方面，利用废塑料为碳源、氨为氮源，在特定催化体系下实现C-H/N-H活化，直接合成吡啶、哌啶等平台分子，选择性超过80%。
  该技术一旦实现规模化，将显著拓宽废塑料利用边界，为精细化工提供新原料。酶降解技术方面，利用改造后的高效酶，可在常温条件下将PET等聚酯类塑料分解为高纯度单体，减少分选和能耗环节。国内已有万吨级示范装置在筹建中，将与饮料包装回收体系对接，实现原料闭环。煤基工业废弃物的高值化利用方面，以煤矸石为例，通过调控Si/Al比，可制备分子筛、泡沫陶瓷等产品，实现经济效益与碳封存双赢。山西某示范工程年处理煤矸石10万吨，成本低于同类产品20%，并具备长期稳定的市场需求。
  多路径协同机制推动循环减碳一体化
  循环经济不仅是材料与工艺的革新，更是资源流、碳流、信息流的系统融合。在二氧化碳资源化领域，利用钢渣、镁渣等工业固废开展矿化封存，不仅固定二氧化碳，还稳定废物结构。多级反应器串联工艺可将钢渣矿化封存率提升至28%，反应周期缩短至6小时以内，并与建材产业协同，形成“废物—碳资源—新产品”的闭环链条。广东某钢铁企业已建设5000吨/年矿化封存装置，并计划与水泥厂实现协同生产。可持续航空燃料（SAF）技术，正在成为石化化工行业末端减碳与高值化利用的重要方向，该技术以废弃油脂、餐厨废油、农林废弃物以及部分工业副产物为原料，通过加氢精制、异构化等工艺制备符合国际民航组织标准的航空燃料。与传统航煤相比，SAF全生命周期碳排放可减少50%至80%，并可直接与现有航空燃料按比例混合使用，适配现有机场及航企运行体系。目前，国内多家炼化企业已建成万吨级SAF中试装置，并与航空公司开展示范航班运营。这一技术不仅开辟了废弃物高值化利用的新赛道，也为我国在全球可持续航空燃料市场抢占先机奠定了基础。数字化手段是系统优化的重要支撑，AI与大数据在固废识别、分选、路径优化、排放预测等环节精准赋能，提高资源利用率并优化全流程碳管理。江苏某石化化工园区已上线固废数字化管理平台，固废处置效率提升15%，温室气体排放强度下降8%。
  石化化工行业的循环经济已从传统回收利用，升级为多路径、多维度、跨周期的系统工程。从源头创新到高值化转化，再到系统协同，正构成一个以效率、价值和减排为核心的新型闭环产业链。国际巨头如巴斯夫ChemCycling项目、霍尼韦尔UOP废塑料油化技术等均在积极布局。我国在技术储备与产业化步伐上已取得显著进展，但在标准体系、跨区域协作、国际影响力等方面仍有提升空间。未来，随着政策、技术、市场的持续融合，我国石化化工行业有望在全球循环经济竞赛中赢得更大主动权，将绿色发展的“中国方案”加速推向世界实践。