碳四、碳五、碳九加工应用及发展前景分析报告.docx

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1、碳四、碳五、碳九加工应用及发展前景分析报告1碳四的加工应用碳四通常为丁烷、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯等产品 或混合物。碳四的原料来源丰富，下游应用范围广泛，不同组分 的物理及化学性质差异巨大，因此碳四的综合利用对于石化企业 而言也至关重要。1. 1碳四的来源1. 1. 1炼油厂主要来自于炼厂的催化裂化装置、焦化装置、加氢裂化装 置等，其中催化裂化装置占炼厂碳四的主导。通常情况下，碳 四作为液化气中的组分，与丙烷等混合当成燃料用途。但近年 来，随着炼化一体化，乙烯原料轻质化，炼厂的碳四附加值在 逐渐增加。1. 1. 2裂解乙烯装置裂解乙烯装置一般会副产碳四，其中石脑油为原料的裂解 中的碳

2、四含量较多，其他以乙烷、丙烷、丁烷裂解中的碳四含 量相对较少。石脑油裂解乙烯中副产粗碳四，其中抽出丁二烯 后的组分为抽余油-1,继续抽完异丁烯后的组分为抽余油-2。 也有裂解乙烯厂对于碳四中的2-丁烯与乙烯进行烯烧转换，生 产丙烯。裂解抽提异烯1- tt2-丁烯 正丁烷 异丁烷等异丁烯 T-l T-2 正丁烷 异丁烷等丁二烯 异丁烯 I-J.烯 2-烯 正丁烷 异r烷等我按生产MMA或甲髀娱化反应生成MTBE选择性加黛1.1.3 MTO 装置副产混合碳四占烧类产物的占比较少，主要成分以1-丁烯 和2-丁烯为主，其余组分是丁烷、异丁烯和丁二烯。MTO中的 碳四由于产量小，单独进行深加工难度较大，

3、可以把社会资源 的碳四聚集一起进行综合利用。1. 1. 4油气田以及页岩气湿气NGL传统的油气开采中，会有油田伴生气，其中会含有碳四组 分，但多数是烷妙。页岩气开采中的湿气中也会含有丁烷的成 分。但是不同的油气田中的成分含量不同。除了燃烧用途外， 烷烧碳四中的正丁烷适合作为裂解乙烯原料，异丁烷适合脱氢 生产异丁烯。1.2碳四下游应用碳四的下游应用广泛，可以对混合物或者其中单一成分进 行下游应用。碳四作为液化气燃料用途的附加值最低，且烯姓 含量高也影响燃烧性能。裂解乙烯厂装置碳四中的丁二烯是最为大宗的商品之一，此外较为成熟的应用是MTBE、甲乙酮、顺 酎等产品。通常的碳四下游应用如下：L 2.

4、1芳构化低分子煌类通过芳构化反应转化为含有苯、甲苯及二甲苯 的混合芳烧。然后通过一系列的分离，最终产出符合标准的混 合芳煌、轻芳煌及重芳烧，同时副产低烯炫的液化气及少量的 干气。在成品油紧缺的时候，地方炼厂上了很多芳构化产能， 主要用于调油用途，但现在的经济性已经明显下降。L 2. 2 丁二烯碳四中最大宗的产品之一，主要用于合成橡胶（丁苯、顺 丁、丁月青等）、ABS. 丁苯胶乳、弹性体（SBS、SEBS等）、己 二睛、嘎吩、四氢苯酎等用途。丁二烯较难存储，通常在压力 情况下存储，或低温下存储防止自聚。丁二烯的船及槽车可以 与LPG船和车通用，但需要的压力等级、氧含量等要求更为苛 刻。1. 2.

5、 3异丁烯因为混合碳四中异丁烯与丁烯通常会共同存在，通过物理 方法较难分离，一般是通过甲醇醒化，将其中的异丁烯与甲醇 反应生成MTBEo MTBE可以用于汽油调和，或再裂解生成高纯 度异丁烯。高纯度异丁烯是生产丁基橡胶的原料，也可以异丁 烯合成MMA、聚异丁烯、抗氧化剂等产品。近年来通过异丁烷 脱氢生产异丁烯的装置也逐渐增多。1. 2. 41-丁烯及 2-丁烯二者之间可以通过异构转换。1-丁烯可以作为LLDPE的共 聚单体，合成聚1-丁烯等；2-丁烯用于生产甲乙酮、醋酸仲丁 酯等。丁烯通过氧化脱氢（不是直接脱氢）生产丁二烯，但是 原料的物耗能耗较高，相对于碳四抽提的成本高。1. 2. 5 丁烷

6、分正丁烷和异丁烷，正丁烷除燃烧用途外，可以用于裂解 乙烯原料，合成顺肝等；正丁烷合成顺酎会与纯苯为原料的路 线竞争。异丁烷作为裂解乙烯的收率不佳，可以通过异构成正 丁烷，但需要一定的规模体量进行异构才有经济性。异丁烷可 以与丁烯合成异辛烷用于烷基化汽油，也可以脱氢生产异丁烯。2碳五的加工应用裂解C5是石脑油或其他重质等裂解原料蒸汽裂解制乙烯（简称石脑油乙烯）过程中副产物。裂解Cs含有30多种沸点相近的组分，利 用价值较高，其中含量较多的组分为异戊二烯、间戊二烯与环戊二烯, 三者约占G总量的40%55% （质量分数，下同）。裂解Cs中还含有 15%25%的1 -戊烯、2-甲基-1 -丁烯、2-甲

7、基-2-丁烯等单烯烧。2. 1裂解Cs僧分主要来源裂解Cs储分主要是来自于石脑油或其他重质裂解原料蒸 汽裂解制乙烯的副产物，一般占乙烯产量的10%左右，受裂解 原料影响G僧分成分出现相应变化，因富含异戊二烯、间戊二 烯、环戊二烯等二烯燃组分而备受瞩目。自1982年上海石化 组织开展碳五综合利用联合攻关以来，30多年来我国在裂解Cs 储分综合利用方面取得了长足的发展。2.2 裂解Cs幅分分离加工主要方法对于裂解C5偏分，使用不同偏分工艺，可得到不同纯度的 C5储分产品，相对于其他国家，我国未掌握碳五分离技术之前， 一直将副产的C5铺分作为燃料直接使用，后来在原国家计划委 员会高度重视和大力支持下

8、，我国才开始重视裂解C5资源的开 发利用。对裂解C5各储分分离加工方法主要有三种：全组分分离、部 分分离和直接利用。全组分分离是从碳五储分中分离出异戊二烯、间戊二烯、 双环戊二烯和单组分；部分分离是从碳五镭分中仅分离出异戊 二烯、间戊二烯、双环戊二烯和单烯烧中的部分产品；直接利 用则是加氢饱和作为乙烯裂解原料使用，或者作为调节汽油的 一种组分。2.3 裂解Cs下游应用及前景2. 3, 1异戊二烯异戊二烯的主要用途是在橡胶和精细化工行业，在橡胶应 用方面异戊二烯是合成橡胶的重要单体，主要用在合成异戊橡 胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（SIS）嵌段共聚物和丁基橡胶等 行业。橡胶行业对异戊二烯的消耗量

9、占据了异戊二烯年产量的 77. 4%o精细化工行业异戊二烯的应用主要体现在两方面：一是甲 基庚烯酮、维生素E、芳樟醇最终合成芳樟酯等香精香料等； 二是经异戊烯醇合成高效低毒农药除虫菊酯类杀虫剂的中间 体贲亭酸酯。根据最新研究进展，异戊二烯和聚丁二烯可以合成一种无 规共聚物：丁二烯/异戊二烯橡胶；这种无规共聚物具有的特殊 性能不同于均聚物（异戊橡胶和顺丁橡胶）性能，此种橡胶不 仅具有优异的耐疲劳性、耐寒性、抗撕裂性，而且还具有良好 的动态力学性能、耐磨性、抗湿滑性等，目前尚未实现工业化 生产，但具有良好的应用前景。2. 3. 2间戊二烯间戊二烯当前主要应用于生产C5石油树脂和固化剂甲基氢化苯酎（

10、包括甲基四氢苯酎和甲基六氢苯酎）；除此以外还 可生产：间戊二烯浓缩物树脂，特定的高含量单烯烧改性的问 戊二烯浓缩物树脂、芳香族改性的间戊二烯浓缩物树脂，苗烯 改性间戊二烯树脂，芳香族和菇烯改性间戊二烯树脂等等；碳 五石油树脂具有酸值低、混溶性好、耐水、耐乙醇和耐化学腐 蚀等特点，同时还具备调节黏性、热稳定性好，广泛应用于橡 胶和黏合剂的增黏剂、涂料、路标漆、油墨、造纸等行业。间戊二烯还可以生产甲基氢化苯肝，甲基氢化苯酎中的甲 基四氢苯酎、甲基六氢苯酎是性能优良的液态有机酸酎类环氧 树脂固化剂；氢化酸酎类固化剂配合低黏度环氧树脂，可形成 黏度低、有良好浸渍性、使用周期长和具备良好综合机电性能 的

11、固化物，是电子、电机工业及变压器浇筑产品等行业首选的 原材料；其中甲基六氢苯酎还特别适用于户外场所如发光二极 管、特殊用途电容器、点火线圈、运动器材等抗紫外线、抗湿 性好的环氧树脂固化领域。国内企业生产C5石油树脂，多为脱除大部分环戊二烯后余 下的C5储分生产出的混合G石油树脂，其质量与间戊二烯石 油树脂存在明显差异，随着我国汽车行业改型换代的不断发展 及消费升级的大背景下，国内对高档C5石油树脂的需求及户外 型高级固化剂的需求会逐渐放大，同时加大对间戊二烯的需求 量，在当前国内产量无法满足需求的情况下，势必会进一步刺 激进口量增加。2. 3, 3环戊二烯/双环戊二烯因环戊二烯（CPD）本身的

12、活泼性以及工艺制取上的特点， 工业上一般先将环戊二烯二聚成双环戊二烯（DCPD）,然后再 经过解聚或再二聚得到各种纯度的环戊二烯或双环戊二烯，根 据其纯度可将双环戊二烯分为聚合级（质量分数299%）、乙丙 橡胶（EPDM）级（95%质量分数W99%）、聚酯级（80%W质量 分数W85%）、低纯度级（68%W质量分数W80%）。不饱和树脂是种应用比较广泛的热固性树脂，一般是由二 元酸和二元醇缩聚反应产生，具有酯键和不饱和双键的线型高 分子化合物，按功能用途一方面可作为基体材料，通过玻璃纤 维增强制作复合材料，用于风电能源、轨道交通、绿色建筑、 轻量化工程、医学等领域；另一方面可以和无机填料混合做

13、成 非增强材料，用于人造石、涂料、浇铸工艺品等领域。双环戊二烯在不饱和树脂方面的应用主要是部分替代苯 酎改性不饱和聚酯树脂，用DPCD改性的不饱和聚酯树脂比传 统不饱和聚酯树脂使用的苯乙烯量减少10%,在降低生产成本 的同时还可改善树脂耐热性、耐腐蚀性，尤其是在气干性和弯 曲强度有很大提高；双环戊二烯（DCPD）加氢树脂与普通石油 树脂相比，DCPD加氢之后不饱和键消失，化学稳定性增加且保 留了环状结构，易与基体聚合物中的橡胶相形成分子缠结，与 极性和非极性材料都有着相对适宜的黏接力；尤其适用即用即 弃型卫生材料领域，如食品包装用品、一次性纸尿布、压敏胶、 妇女卫生巾等。乙丙橡胶是世界上三大合

14、成橡胶品种之一，广泛用于电线 电缆、汽车零部件、防水卷材等橡胶杂件领域。我国目前通过裂解Cs储分生产双环戊二烯产能约50万吨， 产量约28万吨；双环型不饱和树脂消耗双环戊二烯约18万吨， 占比约64%； DPCD加氢石油树脂消耗双环戊二烯约9万吨，占 比约31%；乙叉降冰片烯(ENB)行业消耗双环戊二烯约1万 吨，占比约3%；另外出口裂解Cs产双环戊二烯约0. 75万吨， 占比约3%o当前国内对DCPD加氢石油树脂的需求量每年达40万吨， 从2015年以前国内还没有厂家生产DCPD氢化树脂，到2018 年10万t/a的产能规模，平均年增长率在3%左右，在当前国 内每年约40万吨需求量的刺激下，

15、预计未来三年DCPD加氢石 油树脂产能将会以5%的增长速度递增，近而进一步带动对双环 戊二烯(DPCD)的需求。3碳九的加工应用乙烯装置副产的C9馆分，简称裂解C9。裂解C9是将石脑油或轻 质柴油等液体原料裂解后，从裂解副产品中分离出C5储分、C6-C8偏分 后剩余的镭分，通常占乙烯总产量的10%15%o3. 1裂解C9的来源一是蒸汽裂解制乙烯的副产物，含大量不饱和组分，成分 约150多种；二是重整C9,炼厂重整装置二甲苯塔底油。 3.2裂解C9加工利用路线一是通过精福分离出多种产品，可以分离出DCPD,双甲基 环戊二烯（DMCPD）,分离出烷基苯偏分加氢生产高芳溶剂油、 汽油调和组分，分离出

16、苯乙烯和芾偶分再聚合成石油树脂，分 离出重组分生产燃料或沥青，分离出蔡和甲基蔡；二是先聚合后分离加氢，C9储分中的单烯烧组分聚合分离 出未进行反应的物质及沸点低的组分得到石油树脂，生产石油 树脂过程中同时会产生闪蒸油，通过加氢得到高芳溶剂油、汽 油调和组分； 三是直接加氢生产汽油调和组分。3.3 C9的主要用途裂解Cg储份约有150多种化学成分，含有大量烯烧，极易 聚合，胶质含量高，组分分散，各组分含量低，沸点又非常接 近，单组分利用难度大。从合成化学的角度可以将组成分成两 类：活性组分（苯乙烯、芾和双环戊二烯等），聚合成石油树 脂，或加氢为非活性组分；非活性组分（烷基苯和稠环芳姓如 帝、二甲苯、蔡、甲基蔡等），做芳烧溶剂，或对二甲苯（PX） 生产原料。3. 4 Cg的利用3.