1.1 乙烯产能持续稳步增长
2020 年，全球乙烯产能预计超过2×108??t/a，新增产能仍然来自美国和中国，全球乙烯装置总数约为330座，平均规模约为58.7×104??t/a，比2019 年的56.7×104??t/a有所提升。预计未来5年，乙烯产能年均增速将达到4.3%，需求增速将达到32%，开工率呈下降态势 。
1.2 原料向多元化、 轻质化和低成本化发展
随着页岩气、煤炭以及生物质能源和可再生能源的发展，以石脑油为原料的传统石化产业面 临着很大的挑战。预计2020年，全球乙烯裂解原料中石脑油比例将降至 39% 以下，乙烷的比例将提高到约40%，蒸汽裂解工艺依旧占据乙烯生产的主导地位，约占乙烯总产能的97%。对于低油价下的石脑油裂解制乙烯工艺，亚洲与北美、中东的成本差距缩小，北美和中东依旧具有优势。预计到2022年，在全球乙烯原料中，以乙烷为代表的轻质化原料占比将超过50%，石脑油原料将低至39% 。
2020年6月，沙特阿美公司（Saudi?Aramco）收购了沙特基础工业公司（SABIC）70%的股份，计划向上下游一体化发展。当月，BP公司售出了全球化工业务，未来的发展重点将聚焦于便利零售和移动出行、低碳电力和能源、具有韧性和针对性的油气等三大重点领域，形成更专注、更一体化的实体，在全球范围内重组业务。
1.4 绿色低碳、 智能化发展成全球共识
对于石油化工这种资本密集型和能源密集型的行业，绿色低碳与智能化发展已成为全球共识。同时智能化工厂的建设，最终目的也是为了促进绿色化工和低碳化工。要实现化工生产的绿色化，减少或避免废弃物的排放是一个主要方向。在工艺设计时，不仅要考虑化学反应的理论产率，同时还必须考虑不同途径的原子利用率，从而实现零排放、零污染的目标。欧盟作为国际碳减排的领军者，率先建立了欧洲碳排放权交易体系。美国加利福尼亚州通过了《全球变暖解决方案》（《Global?Warming?Solutions?Act.》），规定该州2030年的温室气体排放量要比1990年能降低 40%。BP 公司应用能源成本监控管理工具，进行五级能源管理水平自动评级和基准对比，集成工厂内外的信息，提高信息的一致性和准确性，实现绩效管理的标准化，促进跨炼厂的绩效对比分析，提升科学决策水平 。
2.1 低成本石化生产技术
石化行业以烯烃为原料，可以向下衍生出一系列产品。在低成本化生产的驱动下，繁衍出很多生产烯烃的技术，2020年进展比较突出的有原油直接裂解制烯烃、芳烃技术以及甲醇制烯烃（DMTO-Ⅲ）技术等。
近年来，以降低成本为主旨的原油直接裂解生产化工品的技术方兴未艾，主要研究方有埃克森美孚公司、沙特阿美公司、沙特基础工业公司和中国清华大学等，2020 年该类技术和商业上都取得较为显著的进展。
埃克森美孚公司原油直接制取烯烃工艺（Crude?Oil-to-Chemicals，COTC） 省略了炼油过程，将原油直接供给裂解装置（见图1）。裂解装置不仅可以加工轻质气体，也可以处理经过预处理后的比石脑油和液化石油气等轻质原料更重的原料。该工艺可以大大降低原料成本、装置能耗和温室气体排放。据估算，该工艺（采用布伦特原油作原料）生产乙烯的成本比石脑油路线低约160美元/t。2014 年 1 月在新加坡裕廊岛建成的原油直接制烯烃装置产能为 100×104??t/a，是全球首套采用原油直接制取烯烃的商业化运营装置。埃克森美孚公司在惠州大亚湾石化区正在建设一套120×104??t/a的原油直接裂解乙烯装置，预计2023年将建成投产 。
沙特阿美公司和沙特基础工业公司联合开发的原油直接制取烯烃工艺也在中东取得代表性进展。该工艺将原油直接送往加氢裂化装置，脱硫后先分离出较轻质组分，将其送到传统的蒸汽裂解装置进行裂解，而较重组分进入深度催化裂化装置进行最大化烯烃生产。该工艺的原油转化率将近50%。尽管采用该技术的原油直接制烯烃项目还未投入生产，但已有数据表明，该工艺成本或比石脑油裂解低200美元/t。
2020年11月，由中国科学院大连化学物理研究所自主研发的第三代甲醇制烯烃（DMTO-Ⅲ）技术在北京通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。科研人员在对甲醇制烯烃反应机理和烯烃选择性控制原理进一步深入认识的基础上，研制了新一代甲醇制烯烃催化剂，开发了新型高效流化床反应器，完成了中试放大试验，研发了DMTO-Ⅲ技术，最终形成了可采用非石油资源来生产低碳烯烃的甲醇制烯烃技术。
2020年，该技术已建成5000??t/a 的催化剂生产线并成功实现工业化生产。新一代甲醇制烯烃催化剂兼顾已有工业装置和新技术开发需求，已在多套DMTO工业装置中实现应用。专家在现场对中试装置进行了72h连续运行考核，结果甲醇转化率99.06%（质量分数），乙烯和丙烯的选择性 85.90（质量分数），吨烯烃（乙烯 + 丙烯）甲醇单耗为2.66t。
与当前已经工业化的技术相比，DMTO-Ⅲ技术的经济性有显著提高。单套装置甲醇处理能力大幅度增加，而且由于不设C4以上组分催化裂解反应器，其甲醇原料单耗与第二代甲醇制烯烃技术基本相同，单位烯烃产能的能耗可明显下降。
2.2 合成树脂生产技术
合成树脂、合成橡胶和合成纤维三大合成材料主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。其中，合成树脂作为世界上最重要的石化产品之一，2020年除了不断开发和优化生产新工艺，在茂金属催化剂和产品回收技术方面都取得了很大进步。
新冠肺炎疫情使全球熔喷料需求加大，降解法生产熔喷料有残留、味道大。生产高品质聚丙烯熔喷料迫在眉睫。2020年10月，中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院在成功完成了2种茂金属催化剂工业试验后，又开发出高等规度、窄分布的茂金属超高熔体质量流动速率聚丙烯（mUHMIPP），产品技术性能达到指标要求。
茂金属催化丙烯直接聚合制备出的熔喷纺丝聚丙烯材料，解决了中国高级卫生防疫聚丙烯无纺布材料市场短缺的问题。这次工业试验成功，为中国茂金属催化剂技术和茂金属聚烯烃新材料进入世界一流水平打下了坚实基础。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是一种应用广泛的合成树脂产品，也是制造塑料瓶的主要原料。法国 Carbios 公司于 2020年1月宣布开发了一种可以使用酶回收 PET 塑料的新工艺，该工艺可以将彩色瓶子制造成透明瓶子。
传统的热机械回收方法不能用于回收有色、不透明、黑暗或复杂的塑料，而这些塑料通常最终会进入垃圾填埋场或焚烧炉。PET再循环工艺只能将其降级应用于纤维等，制造新的塑料产品，且比例较低。而Carbios公司的工艺使用生物催化剂（一种酶），经过设计和优化，可以无限回收 PET 塑料，如瓶子、包装和 PET 聚酯纤维，通过塑料废物的酶促进生物再循环生产出第一批用100％纯化对苯二甲酸（rPTA）制成的 PET 瓶。在此过程中，将塑料废物、水和特制酶一起放入反应容器中，在 65℃下加热 16h，经过过滤和净化过程，回收构成PET塑料的单体，即PTA（精对苯二甲酸）和MEG（单乙二醇），然后将它们重新聚合成原始 PET 并转化成瓶子，整个过程不再需要使用新的化石资源作为原料。在整个工艺过程中，PTA和MEG可以从 PET 的解聚中完全回收。所有添加剂和颜色都是在固体形式的过滤和纯化过程中提取的。在示范生产线中，部分水（特别是蒸汽）可在过程中重复使用。剩余的废水经过净化后，可以在传统的废水处理厂进行处理。Carbios公司就该工艺在法国建立了示范工厂。
2021年年初，示范工厂将全面投入运营，通过将技术授权给PET或PTA生产商，计划2023年建成一个全面的运营工厂，预计产能可达 20×104?t/a。Carbios公司的生物再循环工艺被认为是将PET塑料和纤维完全解构为其单体的颠覆性技术。这些单体可以重复用于生产新塑料，促进循环经济，不会降低质量。
2.3 绿色化工与环保技术
绿色化工与环保技术是在现有化学工程技术的基础上，通过优选反应原料、改进反应流程等方式，达到减少产生化工废弃物及排放污染物的要求。2020年比较突出的是基于废气处理技术的进展。
巴斯夫公司和埃克森美孚公司联合推出的一项高效节能的胺基气体处理技术（OASE?sulfexx），采用了新开发的专有胺基溶剂，可以达到选择性脱除H2S、最大限度降低气体物流中对CO2的共吸收目的。
该技术为克劳斯尾气处理装置、高压酸气脱除和酸气浓缩装置提供了良好的解决方案，可大幅降低产品中H2S体积含量，并减少CO2的吸收，达到未来排放标准 。
CH4和CO2等温室气体的干重整需要使用含贵金属（例如铂和铑）的催化剂，成本较高。若替换成传统的镍基催化剂，又易形成积炭，并且在镍金属面上形成表面碳纳米粒子，改变了催化剂的组成和几何结构，导致失活。韩国科学家开发一种新型的催化剂，可将温室气体干重整为可用于CO、H2和其他化学品。该催化剂由廉价而丰富的镍、镁和钼制成，可引发并加快CO2和CH4转化为H2的反应，有效催化时间超过30d?。
针对大量催化剂表面的活性位点缺乏控制的特点，研究人员在单晶MgO存在的还原环境下，在活性气体中加热制备镍、钼纳米粒子。纳米粒子在空白MgO晶体表面移动寻找锚点，封闭活化催化剂自身的高能活性位，并永久固定纳米颗粒的位置，这样镍基催化剂将不会积炭，而且表面镍颗粒也不会互相结合。研究人员将这种催化剂称为单晶边缘纳米催化剂。镍微粒连续地与晶体阶梯边缘结合，覆盖了参与积炭的MgO表面高能中心，镍颗粒尺寸不再增大，因此，催化剂不会发生积炭，使干重整反应均匀可控。这种经济耐用的催化剂，对迈向碳循环经济具有很高的现实意义。
以绿色新型反应介质代替传统有毒有害介质是绿色化学工艺发展的重要趋势。超临界、水、离子液体作为新型绿色介质，已成为国际科技前沿和热点，在化学反应、催化与分离、电化学、材料制备等众多领域中应用前景广阔。新型反应介质领域受到密切关注的热点包括：不同尺度离子液体的构效关系、分子设计方法；离子液体规模化制备、分离、纯化及循环利用技术；新型离子液体设计、新结构离子液体开发；高效利用离子液体的新工艺过程；基于新型介质的过程强化；基于新型介质的过程放大规律等 。
3.2 大数据技术将深度融入传统石化产业
从石化领域应用端考虑，大数据环境可以优化生产、提高设备运行维护效率、科学匹配生产方案、提高自动化程度。如何通过大数据的应用，深度解决经济效益和安全生产、高效生产的矛盾，是石化领域大数据研究的长期目标。但石化企业的规模大、流程长、集中度高、操控体系复杂，所以筛查有效数据、挖掘潜在效益以及全局化调控都将是今后研究的着力点。
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