丁二烯产需两旺工艺优化成为发展焦点
□ 燕丰
丁二烯是碳四馏分中最重要的组分之一，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯。主要用于合成聚丁二烯橡胶（BR）、丁苯橡胶（SBR）、丁腈橡胶（NBR）、丁苯聚合物胶乳、苯乙烯热塑性弹性体（SBC）以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂等多种产品，此外还可用于生产己二腈、己二胺、尼龙66、1,4-丁二醇等有机化工产品以及用作粘接剂、汽油添加剂等，用途十分广泛。
我国丁二烯生产最早是采用从前苏联进口的以粮食酒精作原料的酒精路线。1969年，我国建成千吨级规模的丁烯氧化脱氢生产丁二烯装置，之后又建成了万吨级工业生产装置，但由于受到成本高等因素以及乙烯裂解副产碳四抽提法技术的冲击，其发展受到限制。1971年利用我国自行开发设计技术，建成了国内首套乙腈法（ACN）生产丁二烯工业装置，1976年引进第一套二甲基甲酰胺（DMF）法抽提工艺，1994年又引进了一套N-甲基吡咯烷酮（NMP）法抽提工艺，此后，碳四抽提法一直成为我国丁二烯的主流生产方法。近几年，受乙烯原料不断轻质化，国内合成橡胶产能快速增长等因素的影响，国内丁二烯供应短缺，价格大幅攀升，加上乙烯裂解碳四馏分原料基本被中石化、中石油两大石油公司所垄断，在此背景下，不少合成橡胶民营及外资合资企业只能寻求其他生产工艺来获得丁二烯，从而刺激了丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺的复苏。目前，我国丁二烯的生产工艺是碳四抽提法和丁烯氧化脱氢法并存，其中以前者占据主导地位。
产能大幅增长
随着我国多套乙烯新建或者扩建装置的建成投产，为丁二烯的发展提供了大量的裂解碳四原料，使得我国丁二烯的生产能力大幅度增加。2009年福建炼化公司12.0万吨装置建成投产，上海赛科扩能到12.0万吨。2010年，中沙（天津）石化有限公司20.0万吨、镇海炼化16.0万吨以及辽宁华锦10.0万吨丁二烯生产装置先后建成投产。2011年9月扬子巴斯夫的13万吨装置投产。2012年6月，山东齐翔滕达化工股份有限公司10.0万吨丁烷氧化脱氢法制丁二烯装置建成投产；7月，中石油抚顺石化大乙烯配套新建的12.0万吨丁二烯装置开车成功；9月，大庆石化新建9.0万吨装置建成投产。截至2012年底，我国丁二烯的总生产能力已经达到290.9万吨，生产装置主要集中在中石化和中石油两大集团公司所属企业。中石油吉林石油化工公司是目前我国最大的丁二烯生产厂家，生产能力为23.0万吨，约占国内总生产能力的7.90%；其次扬子石油化工公司21.0万吨，占7.22%；再次是中沙（天津）石化公司20.0万吨，占6.88%。目前国内除山东齐翔滕达化工股份有限公司装置采用丁烷脱氢法之外，其余均采用碳四抽提法，在碳四抽提法生产装置中，采用ACN法工艺的生产能力合计为123.2万吨，约占总生产能力的42.35%；采用DMF工艺93.2万吨，占32.04%，采用NMP法工艺64.5万吨，占22.17%。我国丁二烯生产企业大多数均在当地配套下游装置，如吉林石油化工公司配套建有丁苯橡胶以及ABS树脂装置等，齐鲁石油化工公司配套建有丁苯橡胶以及聚丁二烯橡胶等，独山子石化主要配套溶聚丁苯橡胶和SBS装置使用，福建炼化公司装置主要供应福建湄州湾氯碱工业公司的乳聚丁苯橡胶和聚丁二烯橡胶项目，中沙（天津）石化有限公司主要为附近ABS树脂装置、乳聚丁苯橡胶装置和SBS装置提供原料，抚顺石化装置主要用于配套生产丁苯橡胶，山东齐翔滕达化工股份有限公司装置计划用于配套聚丁二烯橡胶的生产，目前向齐鲁石化供货。2012年我国丁二烯主要生产厂家及产能统计见表1。
随着生产能力的不断增加，我国丁二烯产量也不断增加。2006年我国丁二烯的产量为115.3万吨，2008年增加到137.5万吨，同比增长约1.10%。2012年产量约为225.0万吨，同比增长约7.14%。
由于目前我国丁二烯仍不能满足实际生产的需求，因此，2013~2016年我国将有多家企业准备新建或扩建丁二烯的生产能力，且大多有下游装置配套。大型石化企业仍采用碳四抽提法生产工艺，而一些民营或者没有大型乙烯装置的企业则达到准备采用丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺。如果这些项目均能按照计划实施，则预计到2016年，我国丁二烯的总生产能力将达到约474.0万吨，其中民营企业所占的比例将越来越大，且丁烯氧化脱氢法所占的比重将越来越大。2013~2016年我国丁二烯计划新增产能统计见表2。
表1 2012年我国丁二烯主要生产厂家及产能统计 万吨
生产厂家名称 生产能力
中石油吉林石油化工公司 23.0
中石化扬子石油化工公司 21.0
中海油壳牌（惠州）石油化工公司 15.5
中石化北京燕山石油化工公司 13.5
中石油兰州石油化工公司 13.5
中石化上海石油化工公司 11.0
中石化齐鲁石油化工公司 16.4
中石化茂名石油化工公司 15.0
中石化工广州石油化工公司 3.4
中石化高桥石油化工公司 4.5
中石油大庆石油化工公司 17.1
中石油独山子石油化工公司 18.0
北京东方石油化工有限公司 3.0
中石油抚顺石油化工公司 14.0
中石油锦州石油化工公司 3.0
上海赛科石油化工有限责任公司 12.0
蓝星化工新材料有限公司天津分公司 3.0
辽宁辽阳金兴化工厂 3.0
中石化福建炼化公司 12.0
辽宁华锦集团公司 10.0
扬子巴斯夫 13.0
中石化镇海炼化公司 16.0
中沙（天津）石化有限公司 20.0
山东齐翔滕达化工股份有限公司 10.0
合计 290.9
表2 2013~2016年我国丁二烯新增产能统计 万吨
生产厂家名称 新增产能 计划投产时间
中石油四川乙烯项目 15.0 2013年
中石化武汉石油化工公司 12.0 2013年
广州石油化工公司 12.0 2013年
上海赛科石油化工有限公司 9.0 2014年
辽宁胜友橡胶科技有限公司 15.0 2014年
山东华懋新材料有限公司 15.0 2013年
山东万达集团公司 15.0 2013年
中石化上海石化公司 11.0 2015年
中石化巴陵石化公司 10.0 2014年
上海华谊丙烯酸公司 7.0 2014年
山东传化凯岳化工有限公司 12.0 2013年
山东玉皇化工有限责任公司 10.0 2013年
山东垦利化工有限责任公司 10.0 2014年
山东东方宏业化工公司 10.0 2014年
中石油锦州石化公司 10.0 2014年
山东创源化工有限公司 10.0 2014年
合计 183
需求持续增长
近年来，随着我国合成橡胶等行业的迅速发展，丁二烯的表观消费量不断增加。2013年我国丁二烯的表观消费量为255.53万吨，同比增长约15.71%。产品自给率也由2009年的85.39%增加到2012年的88.05%。2005~2012年我国丁二烯供需统计见表3。
近年来，我国丁二烯的消费结构发生了较大的变化。从20世纪90年代初期几乎全部用于生产合成橡胶，逐渐扩大到生产合成树脂、热塑性弹性体、丁苯胶乳以及其他有机化工产品。2012年，我国丁二烯的消费结构为：聚丁二烯橡胶对丁二烯的需求量约占总消费量的29.75%，丁苯橡胶约占32.48%，SBCs弹性体约占14.87%，ABS树脂约占14.09%，丁腈橡胶约占3.91%，其他方面约占4.90%。
聚丁二烯橡胶
2012年我国聚丁二烯橡胶的总生产能力达到120.3万吨，产量达到约75.0万吨，消耗丁二烯约76.0万吨，约占总消费量的29.75%。今后几年，我国仍将有多套聚丁二烯橡胶装置将建成投产。如中石油四川石化有限责任公司的15.0万吨装置，山东淄博齐翔滕达化工股份有限公司5.0万吨稀土聚丁二烯橡胶装置，扬子石化与江苏金浦集团合资建设10.0万吨装置(6月6日已投产)，茂名石油化工公司的10.0万吨装置，镇海炼化有限公司的6.0万吨装置，浙江传化公司的10.0万吨装置，辽宁胜友橡胶科技有限公司的3.0万吨装置，台塑石化（宁波）公司都额5.0万吨装置，台橡宇部（南驼）公司的2.2万吨钴系聚丁二烯橡胶装置等。预计到2017年，我国聚丁二烯橡胶的生产能力将超过150.0万吨，总产量将达到约125.0万吨，届时对丁二烯的需求量将达到约126.0万吨。
丁苯橡胶
2012年我国丁苯橡胶的总生产能力为160.7万吨，产量约为120.0万吨，消耗丁二烯83.0万吨，约占总消费量的32.5%。今后几年，我国仍将有多套新建或者扩建丁苯橡胶生产装置将建成投产，主要有山东诸城市国信橡胶有限公司10.0万吨、浙江维泰橡胶有限公司10.0万吨、中国兵器工业集团山西北方兴安化学工业有限公司与西班牙戴纳索（Dynasol）管理有限公司合资建设的10.0万吨以及杭州浙晨橡胶有限公司二期5.0万吨等，预计到2017年，我国丁苯橡胶的总生产能力将超过200.0万吨，总产量将达到约180.0万吨，届时对丁二烯的需求量将达到约125.0万吨。
SBCs 2012年我国SBCs的总生产能力达到88.0万吨，产量约为60.0万吨，消耗丁二烯约为38.0万吨，约占总消费量的14.9%。今后几年，我国仍将有多套SBCs装置将建成投产。中石油大庆石油化工公司拟建一套8.0万吨SBS生产装置，山东东营经济开发区一套10.0万吨SBS生产装置，中国化工集团公司所属蓝星集团公司计划建设一套5.0万吨SBS生产装置，台橡（南通）实业有限公司3.5万吨SEBS扩能装置，台湾李长荣（惠州）橡胶有限公司计划在新建一套10.0万吨SBS生产装置，预计到2017年我国SBC的总生产能力将超过110.0万吨，总消费量将达到约70.0万吨，届时对丁二烯的需求量将达到约50.0万吨。
丁腈橡胶
2012年我国丁腈橡胶的总生产能力为20.0万吨，产量约为14.0万吨，消耗丁二烯约10.0万吨，约占总消费量的3.9%。今后几年，有多家企业准备新建或扩建生产装置。中国蓝星石化天津公司计划在天津新建4.0万吨装置，镇江南帝化工公司拟将其生产能力从3.0万吨扩增到5.0万吨，墨西哥Kuo集团和江苏金浦集团之间的合资公司英萨-金浦（南京）合成橡胶公司在建3.0万吨装置，俄罗斯西布尔（Sibur）公司与中国石化合作在上海建设的5.0万吨装置以及东营港经济开发区拟建5.0万吨装置等，预计到2017年，我国丁腈橡胶的总生产能力将超过40.0万吨，总消费量将达到约33.0万吨，届时对丁二烯的需求量将达到约24.0万吨。
ABS树脂
2012年我国ABS树脂产能达到约320.0万吨，产量达到约240.0万吨，消耗丁二烯约为36.0万吨，约占总消费量的14.1%。今后几年，我国将有吉林石化、天津大沽化工、辽宁盘锦化工以及上海华谊等多套新建ABS树脂装置建成投产，预计到2017年总产能将超过420.0万吨，产量将达到约300.0万吨，届时需要消耗丁二烯约为55.0万吨。
加上在生产丁苯共聚胶乳、己二腈和己二胺等方面的需求量，预计到2017年，我国对丁二烯的最大需求量将达到约400.0万吨，而届时丁二烯的生产能力将超过470.0万吨，从装置产能来看，装置开工率只有达到约85.0%才能满足市场需求。按照近几年我国现有丁二烯装置的开工率情况推算，加上有不少装置采用丁烯氧化脱氢工艺，其装置开工率在短期内不可能太高，预计到2017年，我国丁二烯的产量将达到约340万~350万吨，届时仍将有近50万~60万吨的缺口。从消费结构来看，由于未来几年我国丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶以及ABS树脂等方面的需求量将有较大幅度的增加。
表3 2005~2012年我国丁二烯供需统计 万吨
年份 产量 进口量 出口量 表观消费量 产品自给率/%
2005 99.5 14.72 1.20 113.02 88.04
2006 115.3 8.92 2.69 121.53 94.87
2007 136.0 11.12 2.47 144.65 94.02
2008 137.5 14.25 3.58 148.17 92.80
2009 150.0 29.77 4.10 175.67 85.39
2010 198.0 21.57 10.23 209.34 94.58
2011 210.0 18.30 7.46 220.84 95.09
2012 225.0 34.48 3.95 255.53 88.05
新型工艺上马装置宜谨慎
由于近几年多套大型乙烯装置的建成投产，我国丁二烯的生产能力不断增加。今后几年产能和产量仍将大幅度增长。与此相对应，我国合成橡胶主要品种丁苯橡胶、聚丁二烯橡胶等的生产能力将大幅度增长，对其需求量也将大幅度增长。但随着大批新建装置的建成投产，未来市场竞争将更加激烈。因此，有关企业应该加大新工艺和技术的开发力度，进一步降低能耗和物耗，使我国丁二烯生产技术再上一个新台阶。
随着今后几年国内一些民营企业涉足丁二烯行业，目前国内中石化和中石油一统天下的局面将得到改观。另外，除了常用的碳四抽提方法外，随着齐翔滕达化工股份有限公司和山东万达集团公司等采用丁烯氧化脱氢工艺新建丁二烯生产装置的建成投产，将改变我国丁二烯资源的结构，大大拓宽其来源。但也应该注意到，与主流的乙烯碳四抽提法生产丁二烯项目相比，现有的丁烯氧化脱氢制丁二烯还存在生产成本较高、工艺不够稳定等问题，大面积上马存在隐忧。此外，原料正丁烯还有可能存在供应不足的风险，价格或将随之水涨船高，进一步压缩丁烯脱氢制丁二烯的生存空间，加上传统的碳四法生产丁二烯新工艺有望在近期取得技术突破，从而提高丁二烯产率，因此不要盲目上马丁烯脱氢制丁二烯项目。