高纯异丁烯是丁基橡胶、聚异丁烯等多种有机化工品的原料，我国产能主要集中在山东。近几年，随着石化工业快速发展，为有效利用C4资源，自2012年以来国内有多套异丁烷脱氢制异丁烯装置建成投产。未来在持续改进生产工艺的同时，还应注重上下游一体化发展，延伸产业链，增强装置抗风险能力。
中国产能占全球超三成
异丁烯是一种重要的石油化工原料，按产品纯度可分为高纯异丁烯和工业级异丁烯。高纯异丁烯一般指异丁烯纯度高于99.5%的产品，以区别于来自石油炼制装置和乙烯蒸汽裂解装置混合馏分异丁烯。生产工艺主要有三种，即甲基叔丁基醚（MTBE）裂解、叔丁醇脱水和异丁烷脱氢工艺。高纯异丁烯可应用于丁基橡胶、聚异丁烯、甲基丙烯酸酯（MMA）、叔丁基硫醇、叔丁酚、抗氧剂和叔丁胺等多种有机化工产品。本文主要述及高纯异丁烯。
1.全球：利安德巴塞尔产能占两成
2020年，世界高纯异丁烯总产能约为288.8万吨/年，主要供应商为：利安德巴塞尔公司（Lyondell Basell）、埃克森美孚公司（Exxon Mobil）、德克萨斯石油化工公司（Texas Petrochemicals LP）、俄罗斯Nizhnekamskneftehim 公司（NKNK）、赢创（Evonik）、日本住友等。其中，利安德巴塞尔公司产能最大，达到63.5万吨/年，占全球总产能的22.0%，装置分布在美国、荷兰和法国，均采用叔丁醇脱水工艺，主要供应美国的轮胎和润滑油生产企业。
高纯异丁烯装置建设计划有：法国道达尔（Total）与沙特阿拉伯国家石油公司（Saudi Aramco）在沙特朱拜勒（Jubail）联合投资50亿美元的150万吨/年乙烯项目，该项目包括MTBE裂解生产高纯异丁烯和甲醇装置，计划2024年完工。道达尔在2020年二季度表态，其石化项目将不会受到消减投资的影响，不过要加强成本控制，目前正在初步设计（FEED）阶段。前期报道称，美国Enterprise公司计划在德克萨斯州的蒙特贝尔维尤（Mont Belvieu）建设一套42.5万吨/年的异丁烷脱氢装置，生产高纯度及低纯度异丁烯，将于2019年第四季度投用。该工厂生产的异丁烯将用于生产润滑剂、橡胶制品，以及出口用MTBE和烷基化油等。但目前未见投产报道。
2.中国：山东产能占全球半壁江山
2020年，国内新增两套高纯异丁烯生产装置。一套是山东齐翔腾达5万吨/年异丁烯装置，通过低温催化精馏裂解技术，将叔丁醇转化成异丁烯产品，该装置为其20万吨/年 MMA的配套装置。另一套是山东盛荣化工有限公司（隶属于山东玉皇集团）的6万吨/年高纯异丁烯项目，该项目是对现有丁烯异构化装置进行改造，以满足高纯异丁烯装置的工艺要求。高纯异丁烯装置的顺利投产将会进一步延伸盛荣化工产品，实现MTBE产品转型。此外，停产两年多的盘锦和运新材料有限公司在2019年末通过租赁的方式，由浙江信汇新材料股份有限公司接手，成立盘锦信汇新材料有限公司，已恢复运营。
截至2020年底，国内高纯异丁烯总产能为108.2万吨/年，生产工艺主要有MTBE裂解、异丁烷脱氢和叔丁醇脱水工艺，三种工艺分别占总产能的76.2%、13.9%和9.9%。山东省是我国高纯异丁烯生产大省，2020年国内新增两套高纯异丁烯装置均在山东建成投产，进一步巩固了其在国内高纯异丁烯领域的霸主地位。山东省现有18家高纯异丁烯生产企业，合计产能64.8万吨/年，占国内总产能的59.9%。我国主要高纯异丁烯生产企业情况见表1。
2020年，国内高纯异丁烯装置处于停工状态的厂家有7家，包括东营仕通、滨州顺东、鲁深发化工、东营齐发、洛阳宏力、岳阳兴长和滨州裕华，闲置产能合计为21.3万吨/年。自用及主供长期合同用户的产能约为30.6万吨/年。可供外销的产能46.8万吨/年。
国内高纯异丁烯装置建设计划有：目前在浙江信汇着手启动建设的25万吨/年丁基橡胶改扩建项目中，将配套建设75万吨/年叔丁醇衍生物综合利用项目，为浙江信汇丁基橡胶提供高纯异丁烯原料，该项目预计2021年底中交。
随着国内石化工业的快速发展，异丁烷资源越来越多。为有效利用C4资源，自2012年以来国内有多套异丁烷脱氢制异丁烯装置建成投产。异丁烷脱氢工艺大多制得的是工业级异丁烯，主要用作MTBE的生产原料，经进一步提纯可获得高纯异丁烯。截至2020年末，我国异丁烷脱氢装置产能约518.5万吨/年，有效产能集中在山东地区。2020年，因原料C4价格持续高位，尤其异丁烷价格高企，异丁烷脱氢装置亏损较为严重，部分装置处于停工状态。考虑到异丁烷脱氢装置利润不佳，未来新增计划或将推迟。
三大下游拉动消费增长
我国高纯异丁烯主要用于生产MMA、丁基橡胶、聚异丁烯、抗氧剂及医药中间体等产品。2020年，国内高纯异丁烯的消费量为59.3万吨，比2019年增长11.5万吨。其中42.0%用于生产MMA，41.8%用于生产丁基橡胶，14.0%用于生产聚异丁烯，2.2%用于生产其他产品。2020年高纯异丁烯消费量的增长得益于国内MMA、丁基橡胶产量的增长。
MMA方面，国内MMA生产工艺主要有丙酮氰醇法（ACH法）和异丁烯法（C4法）。异丁烯法作为一种新型工艺，对环境的污染相对较少，是仅次于ACH法的第二大MMA生产工艺，已被列入中国石油和化学工业联合会出版的《石化绿色工艺名录》中。近年来，国内以异丁烯法生产MMA的产能逐年增长，2019年产能为34万吨/年，2020年增至44万吨/年，产能占比由2019年的26.5%提高到2020年29.8%。2020年国内MMA装置平均开工负荷约在62%，以此估算，MMA消耗异丁烯由2019年的19.9万吨增至 2020年的24.9万吨。2021年预计国内有两套异丁烯法MMA装置投产，分别为东明华谊玉皇新材料有限公司的5万吨/年装置和淄博齐翔腾达化工股份有限公司10万吨/年装置。
丁基橡胶方面，2020年，我国丁基橡胶总产能约为43.5万吨/年，产量约21.9万吨，比上年增加了5.5万吨，消耗异丁烯由2019年的18.5万吨增至 24.8万吨（丁基橡胶消耗异丁烯以1.131吨/吨计）。2020年丁基橡胶产量的增加主要原因是盘锦信汇（浙江信汇全资子公司）装置于2020年8月重启，其装置产能也由原来的6万吨/年扩增至10万吨/年。产能的释放，增大了对异丁烯的需求。作为国内丁基橡胶重要生产企业之一，浙江信汇为了更好地服务下游企业，保障供应，提升企业竞争力，着手启动三期25万吨/年丁基橡胶改扩建项目建设，预计2021年底中交。项目建成后，浙江信汇丁基橡胶将新增产能10万吨/年。进入2021年，随着经济的复苏，外贸订单的逐步恢复，国内轮胎企业开工率近期有所走高。下游需求的增长及丁基橡胶产能的进一步释放，将拉动高纯异丁烯的需求增长。
聚异丁烯方面，聚异丁烯是异丁烯经正离子聚合而成的均聚物。根据分子量的不同，一般可将聚异丁烯分为低、中、高相对分子量聚异丁烯（LMPIB、MMPIB、HMPIB）。其中，数均分子量（Mn）在500~5000、链末端α－双键摩尔分数大于60%，且分子量分布较窄的LMPIB 被称作高活性聚异丁烯（HRPIB）。高活性聚异丁烯和中分子量聚异丁烯应用较为广泛。
2020年国内没有新建聚异丁烯装置，总产能约为16.9万吨/年，产量约7.02万吨，对异丁烯的需求量约8.3万吨（聚异丁烯消耗异丁烯1.181吨/吨）。由于性能和价格原因，国内高活性聚异丁烯主要应用于无灰分散剂和乳化炸药的乳化剂，其中无灰分散剂达到国内总消费量的75%，乳化剂占总消费量的20%。随着国内环保要求不断加强和油品质量持续升级，排放限制亦越来越严格，聚异丁烯下游产品聚异丁烯胺作为良好的油品改性剂或将在各油品厂家强制添加。因此，未来高活性聚异丁烯的需求量将会增加。
此外，高纯异丁烯也用于生产叔丁酚类产品、叔丁胺、叔丁基硫醇、异丁基铝、特戊酸和甲基烯丙基氯等。2020年这些领域消费量相对稳定，约为1.3万吨。
近年我国高纯异丁烯消费领域及消费量统计见表2。
行情受MTBE价格和市场供需变化影响
2019年、2020年高纯异丁烯价格走势见图1。2020年异丁烯价格最低位出现在3月，约为5400元/吨，最高位出现在1月初，约为9300元/吨，全年平均价格为6362元/吨，比上年平均价格低约3000元/吨。
异丁烯价格主要受MTBE价格和市场供需变化的影响。2020年价格走势分析如下：1—3月原料MTBE市场持续下跌，对高纯异丁烯市场有一定影响，加之下游需求偏弱，影响市场心态，高纯异丁烯市场销售不畅，价格下挫；4—5月价格趋稳；进入6月，MTBE市场大幅上行600元/吨左右，给予高纯异丁烯市场一定支撑，加上下游需求适量增加，高纯异丁烯商家趁机上涨；7月下旬，MTBE市场下挫，给予高纯异丁烯市场一定影响，整体供应量较为充裕，然而下游需求提升有限，商家走量为先，价格小幅下滑；8—10月价格趋稳；11—12月原料MTBE市场上行，给予高纯异丁烯市场一定成本支撑，加上期间部分工厂短暂检修，整体供应量缩减，在客户买涨不买跌心理下，高纯异丁烯价格小幅上行。
2021年开年，国内MTBE行情虽有反复，但整体趋势持续向上。一、二季度MTBE市场接连上涨，6月各地市场价格均突破6000元/吨的关口，拉动了高纯异丁烯价格的上扬；三季度MTBE市场经历了跌势后反弹，但是因多方原因，价格并未涨至理想价位，高纯异丁烯价格小幅振荡。四季度行情仍需关注原油、MTBE走势及高纯异丁烯的供需变化等。预计10—11月份高纯异丁烯市场在成本支撑不足、需求平淡的影响下，价格存小幅回落的可能。
2013—2020年我国异丁烯进出口情况见表3。由表可见，2018—2020年只有少量进口。2020年进口来源主要是中国台湾。2020年出口下降约为1万吨，出口地主要是韩国、新加坡和中国香港。预计未来几年，伴随国内异丁烯供应量的增长，国内将偶有进口，但进口量仍较少。
三种工艺未来研发重点
目前，异丁烯的生产主要有MTBE裂解法、异丁烷脱氢法和叔丁醇脱水法。近年来，异丁烯及下游生产企业根据资金及原料来源、工艺技术来源、产品市场前景等实际情况，选择最佳生产路线发展异丁烯及下游产品，使三种工艺的产能及技术得到发展和壮大。
按产能占比来看，MTBE裂解法产能占比较大。受国内外禁用MTBE的影响，未来MTBE合成装置面临更大的压力，转型发展是各企业面对的重要任务。MTBE裂解制高纯异丁烯是转型发展方向之一。为进一步延长装置运行周期、降低检修换剂成本、降低产品单耗等，开发新型、高效的醚解催化剂仍是未来研发的重点。
随着C4综合利用的深度加大，异丁烷脱氢制异丁烯技术得到高度重视。国外对于异丁烷脱氢工艺的开发较为成熟，不同工艺各有优缺点：FBD-4工艺催化剂存在环境污染问题，操作及控制较为复杂，降低催化剂毒性是未来趋势；Oleflex工艺存在催化剂成本较高，反应器的设备费用较高等问题，降低催化剂成本，提高活性及稳定性将是未来研究方向；Catofin工艺在负压下操作，设备投资和操作费用较高，未来将朝着降低设备投资和操作费用的方向发展；Star工艺所采用的催化剂抗原料杂质能力强，但使用寿命相对较短，未来发展趋势是提高催化剂强度，延长使用寿命；Linde工艺的催化剂再生周期短，成本较高，未来发展趋势是降低催化剂成本，提高催化剂强度。国内研究机构也从事了相关工艺研究，今后主要方向一是加快国产化低廉有效、成熟稳定的异丁烷脱氢催化剂研发；二是进一步降低装置能耗和投资，加大国产工艺推广力度，加快产业化步伐。
长期以来，叔丁醇主要用于生产MTBE，但MTBE禁用趋势明显，叔丁醇脱水制高纯异丁烯产能增加。一些生产企业已开始进行装置改造，将部分叔丁醇脱水制高纯异丁烯，如烟台万华的环氧丙烷装置联产大量的叔丁醇，已于2019年建成5.8万吨/年的叔丁醇脱水制高纯异丁烯装置；盘锦信汇也正在采用叔丁醇脱水生产聚合级高纯异丁烯新技术对原有装置进行改造。
此外，异丁烯的上下游一体化发展趋势明显。作为重要的化工原料，其衍生产品众多，上下游产业链复杂，消费结构呈多元化发展趋势。为增强企业竞争实力，近年新建异丁烯装置多为上下游一体化项目中的一部分，现有异丁烯企业也在加强产业链的进一步延伸。
针对目前异丁烯行业现状，提出如下建议：
一是异丁烯装置应开展与国内同类先进装置的对标工作，在此基础上，完成配方升级和生产工艺优化，实现质量提升，提高异丁烯装置整体经济运行水平。不断完善现有装置生产工艺的同时，应关注国内外同类装置新技术、新工艺的进展及应用，为自身装置的未来发展做好技术储备。
二是目前国内异丁烯装置普遍产能均达到了2万吨/年以上，为增强装置在市场竞争中的优势，应注重异丁烯的上下游一体化发展，延伸产业链，增强装置抗风险能力。
三是掌握市场动态，合理调整经营策略。适时跟踪产品市场动态，及时准确掌握产品市场信息，为调整生产经营策略提供依据。
