聚异丁烯：冲破羁绊需拓展下游应用

中国石油华东设计院有限公司   于明磊

中国石油吉林石化公司丙烯腈厂   李廷强

HRPIB是主要投资品种
   
  　　2016年全球聚异丁烯（PIB）总产能达到168.9万吨，主要生产厂家（或国家）产能情况见表1。世界PIB的产能主要集中在几家大型生产商旗下。其中，德国BASF产能最大，约占全球总产能的17.47 %，在欧洲有超过80%的份额，已经获得客户的广泛认同。巴斯夫是全球最早将聚异丁烯合成工业化的公司，拥有多项专利技术，严格保证了其质量的稳定性。韩国大林公司于2016新增4.5万吨聚异丁烯（PIB）产能。
  　　其国，高活性聚异丁烯（HRPIB）的全球产能约达43.0万吨，主要生产商有韩国大林公司（11.0万吨）、德国BASF公司（8.5万吨）、美国Texas PC公司（8.0万吨）、美国Chevron Phillips公司（6.5万吨）、日本石油化学公司（2.0万吨）、扬子-巴斯夫公司（5.0万吨）以及中国石油吉林石化公司（2.0万吨）等。
  　　从投资的趋势看，HRPIB仍将是近几年来国内外PIB行业最主要的投资品种。目前有两个项目正在实施当中：一是巴斯夫和马来西亚国油化学集团在马来西亚关丹建设的5万吨HRPIB工厂，预计2017年四季度投产，届时将成为东南亚地区首套HRPIB装置；二是美国Texas PC公司正在对其位于德克萨斯州休斯敦的PIB工厂进行脱瓶颈改造，这一脱瓶颈扩能的努力目标是满足当前和近期在润滑油添加剂、密封剂、胶粘剂和工业润滑油市场广大客户的需求，预计在未来三年内完成。
  　　另据报道，美国添加剂公司路博润和韩国大林产业已签订一份技术许可协议，路博润将获得大林产业的聚异丁烯的制造技术授权，并使用该技术对其德克萨斯州鹿园（Deer Park）的PIB工厂进行扩能改造。路博润公司未透露该项目的成本或规模，预计将在3年左右时间内完成。目前，路博润在德州鹿园的PIB产能为9万吨，在法国Le Havre的PIB产能为5万吨。
　　　　2016年我国PIB总产能约为16.9万吨，没有新建装置的报道。国内PIB品种分低分子量PIB和中分子量PIB，有工业级、食品级等产品共20几个牌号。低分子量高活性PIB的生产厂家主要有南京扬子-巴斯夫公司和吉林石化公司；中分子量PIB的生产厂家主要有山东玉皇，其装置规模2.0万吨，主要生产分子量3万~10万的聚异丁烯。值得一提的是杭州顺达，其装置规模0.6万吨，产品有工业级和食品级，食品级PIB产品为国内首创。2016年国内PIB主要生产厂家及其能力见表2。

亚洲需求年增速近10%
   
  　　近年来，欧美地区PIB消费增长趋缓，但随着亚洲经济的飞速发展，特别是汽车工业的高速发展，带动了终端市场需求的增长，年增速达8%~10%，居全球增速之首。PIB主要分为高分子量PIB、HRPIB以及中分子量PIB，下游应用领域分布也各有侧重。
    高分子量PIB：高分子量PIB是一种高度饱和的橡胶态聚合物，具有良好的耐酸碱、耐腐蚀、耐臭氧、耐紫外老化、优异的气密性和电绝缘性以及优良的阻尼性能。高分子量PIB是一种重要的产品且占有一定的市场份额。在汽车、化工和医药方面都有着广泛的应用，且需求量不断增加。预计2016~2024年其年均增长率将达到6.8%。因其具有玻璃化转变温度低和无定形的特点，故可以提高聚异丁烯的粘着性、灵活性以及耐高温和耐化学性。可广泛用于粘合剂、屋顶防水、电线电缆等领域，这些应用有望在未来几年内推动相应的市场增长。
    HRPIB：国外HRPIB主要消费在高档润滑油、无灰分散剂、汽油清净剂、乳化炸药乳化剂等方面。良好的性能使HRPIB有较大的需求，2010~2015年，HRPIB的年均消费增长率约为3%~4%。其中美国生产的HRPIB约2/3用于润滑油领域，1/3用于非润滑油领域；而日本生产的HRPIB约2/3以上用于非润滑油方面。
  　　目前，世界各国政府都在实施限制机动车污染排放物的法规，润滑油中使用分散剂有助于抑制发动机部件中沉积物的形成，其主要作用是使发动机内部保持清洁，使生成的不溶性物质呈胶体悬浮状态，不至于进一步形成积炭、漆膜或油泥。HRPIB作为润滑油添加剂的分散剂的核心原料，可满足汽车燃料经济性和排放法规，预计未来需求将快速增长。
  　　HRPIB除了用在润滑油等领域外，许多新用途也逐渐开发出来，并衍生出众多新产品。如聚异丁烯酸甘油酯、内增塑剂等。聚异丁烯酸甘油酯具有高效保水、润滑作用，其结水量为33%~58%，有些保湿润肤类化妆品中添加的多功能润湿剂的主要成份就是聚异丁烯酸甘油酯。阿莫科（Amoco）化学公司将HRPIB用作内增塑剂，已取代了凝聚剂，并减少了溶剂的用量，从而降低了有机挥发物含量和涂料气味。
  　　中分子量PIB：中分子量PIB的消费市场主要是密封胶、食品添加剂行业。此外，由于国际市场上中分子量PIB下游产品（如防水材料、改性材料）发展得较快，中分子量PIB市场已经显现出供不应求的局面。
  　　在中分子量PIB下游的密封胶领域中，美国用于中空玻璃密封领域的应用普及率已高达83%以上，欧洲各国在中空玻璃密封领域的使用普及率已达到50%，日本在中空玻璃密封领域的普及率达10%以上，日本政府还在加大力度，力图使PIB在中空玻璃密封的普及率达到50%，韩国建筑门窗的中空玻璃普及率也接近90%的水平。可以说，中空玻璃的生产技术已经相当成熟，使用十分广泛，节能效果特别明显，这也促进了中分子量PIB的消费增长。
  　　近年来，全球食品级PIB的市场需求量每年以超过15%的速度递增，市场前景十分广阔。德国BASF公司的中分子量PIB是世界上最好的香口胶原料，欧美、日本几乎所有的香口胶或胶姆糖生产企业均采用德国BASF的Oppanol产品。
  　　除了在上述应用领域用量的递增，中分子量聚异丁烯在汽车用密封胶、太阳能光伏组件密封胶、润滑脂、防水材料等领域也开始了产业化应用；在减振吸能材料、填缝材料、药物微囊技术、电绝缘材料、沥青改性、橡塑改性及其他高分子聚合物的共混改性领域也有着广泛的研究。尤其是在太阳能光伏组件密封胶上应用将会有大量的增长，将迅速替代有机硅太阳能光伏密封胶。以聚异丁烯为原料生产的太阳能光伏组件密封胶，在密封及粘接的功能上同时具有防潮、防振及固定的作用，能防止外部环境的机械碰撞以及热冲击造成的影响，还具有不腐蚀金属和环保的特点，能显著提高光伏组件的成品率，并兼容于各种常用组件材料，如铝合金、玻璃、玻纤和聚碳酸酯。目前主要用于耐侯性、气密性等要求高的场所，如太阳能电池组件边框的密封、太阳能灯具密封、光伏太阳能电池板组件的外框和接线盒的粘接密封。
　　
国内下游消费将放量
   
  　　从国内市场供需状况来看，2016年国内HRPIB的产能为8万吨，供大于求的态势明显。但同时我国每年仍需进口一定量的HRPIB。这一是由于国内产品牌号不全、部分装置因市场开拓不够及成本过高等因素导致开工率不足、不同厂家的产品不能互换。二是由于HRPIB与普通PIB性能及其在某些应用领域差别不大，加上中国国情现状，使价格相对低廉的普通PIB更具市场竞争力。
  　　随着国内油品质量的不断升级，PIB的下游产品聚异丁烯胺作为良好的油品改性剂或将在各油厂强制添加，HRPIB的需求将大幅增加，预计将以每年10%的速度增长。
  　　国内市场上的中分子量PIB主要来自德国巴斯夫、浙江顺达及山东玉皇等的产品。食品级中分子量聚异丁烯是优质的口香糖胶基原料，亦可用于制造医用贴膏，能够很好地与皮肤粘连，易于剥离，与皮肤接触过程中不会引起发炎和过敏。  
  　　由于中空玻璃粘合剂行业发展迅速，中分子量PIB已经由以往只用于高档建筑的特殊产品迅速向普通建筑、空调列车、空调客车、冰箱、展示柜等领域普及和延伸。特别是随着塑钢窗的推广应用，中空玻璃已深入到普通民居，发展十分迅猛。通常在密封胶条中，中分子量PIB含量约为20%，中空玻璃的双道密封结构中第一道密封胶中的含量可达40%以上。随着我国对节能环保要求的提高，其用量将会逐步增加，市场前景十分广阔。
  　　PIB的下游产品链中还有燃烧性能改进剂、高分子聚合物改性剂、胶基食品及食品包装等。预计未来几年，随着专用密封材料、食品领域以及其它领域的发展，将会促进对中分子量PIB的需求增长。2011~2016年我国PIB的供需情况见表3。　　
　　  从进出口情况来看，2008~2011年，我国PIB进口量持续增加，2011~2015年PIB进口量基本上呈持续下降趋势，但2016年进口量却大幅提升，说明2016年市场需求回暖。
  　　2008~2013年我国PIB出口总量持续下降，2014年出口量有一定增长，2015年出现了较强反弹，2016年出口量回落至2014年水平。2008~2016年我国PIB进出口情况（包括初级形状PIB和其他形状板片带PIB）见表4。 
　   近年来，我国PIB产品开工率明显不足，严重影响了行业的平衡发展，也使本土生产商市场竞争力下滑，经济效益降低。尽管国内PIB的某些生产技术已经和国际先进技术接轨，但仍然存在很多不足和技术瓶颈。例如采用混合C4为原料的聚合技术有待进一步突破、食品级产品质量不稳、产品牌号过少、新产品开发能力弱以及产品生产成本过高等。
  　　建议相关部门加强PIB下游产品及其相应产业链的科研开发，如氢化PIB、对聚异丁烯苯酚等，从终端产品市场的扩展促进PIB的发展；加强以本土混合C4为原料的聚合工艺技术的开发，不仅可提高混合C4的综合利用价值，还可开辟PIB产品新的原料来源，降低其生产成本。

               表1  2016年全球PIB主要生产厂家（或国家）产能              万吨
     生产厂家（或国家）     产能      备注
德国巴斯夫（BASF） 29.5 拥有Glissopal（低分子量）、oppanol
  （中分子量）两个商品名
英国英力士（Ineos Group） 20.0 拥有美国印第安纳州Whiting和法国
   Lavera两座工厂
美国润英联（Infineum） 17.0 Exxon与shell的合资公司
美国德克萨斯石化（Texas PC） 14.3 2套装置
美国路博润（Lubrizol） 14 2套装置
韩国大林（Daelim） 18.5 丽川
美国雪佛龙菲利普斯 6.0 路易斯安那州Belle Chasse
（Chevron Phillips）  
马来西亚 7.0 
日本 5.3 
俄罗斯 5.0 
阿根廷 4.0 
比利时 3.8 
印度 3.0 3套合计
墨西哥 1.0 
中国 16.9 
其他 3.6 
总计 168.9
 

                                       表2  2016年国内PIB主要生产厂家及其生产能力                              万吨
                        
 
南京扬子-巴斯夫公司 5.0           高活性PIB 2011年11月投产，BASF工艺
锦州精联（JinEX）润滑油
添加剂有限公司 
吉林石化精细化学品厂 2.0           高活性PIB 硼系（BF3）催化剂
 0.2（暂关停）   中分子量PIB 将原0.45万吨低分子装置改建为0.2
   万吨中分子量PIB装置，硼系催化剂
山东玉皇化工有限公司 2.0          中分子量PIB 产品分子量3万~10万。2013年建成。
   
   
 1.0          中分子量PIB 
兰州路博润兰炼添加剂有限公司 1.2          低分子量PIB 混合C4原料
           中分子量PIB 
  （工业级、食品级） 
          低分子量PIB
                                                                        （食品级） 
新疆新峰股份有限公司 0.5          低分子量PIB 混合C4原料
合计 16.9      
 

        表3   2011~2016年我国PIB的供需状况         吨
年份                              产量                  表观消费量
2011 98475 126719
2012 105180 129925
2013 49200 71400
2014 64000 85473
2015 50000 64371
2016 56000 88512
 

            表4   2008~2016年我国PIB进出口情况        吨
年度                            进口量                      出口量
2008 12047 12842
2009 19000 6683
2010 28233 4876
2011 34234 5990
2012 28752 4007
2013 27024 4824
2014 27946 6473
2015 26444 12073
2016 39301 6789