【正文】 產(chǎn)的丁烯只有 336 萬噸，只占總 量的 11％ 。 國內(nèi)碳四的丁烯利用率只 16％，其中化工利用率不到 3％我國碳四烯烴資源主要來自煉油廠的催化裂化 (或催化裂解 )裝置和乙烯裝置聯(lián)產(chǎn)的裂解碳四，目前，我國的碳四及其衍生物進(jìn)口呈逐年增長的趨勢，預(yù)計(jì)未來隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的進(jìn)一步提升，國民消費(fèi)水平的提高，碳四及其衍生物的缺口將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。國內(nèi)對丁二烯的萃取分離比較成 熟的方法主要有 二甲基甲酰胺 (DMF)法、乙腈 (ACN)法、 N甲基吡咯烷酮法 (NMP)法 3種 ，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，其分離效率得到不斷的提高。另外，異丁烯的分離方法主要有 硫酸萃取法、吸附分離法、樹脂水合脫水法、甲基叔丁基醚 (MTBE)裂解法等。 經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合 在 21世紀(jì)，世界各國均努力構(gòu)建良好的發(fā)展環(huán)境，積極倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展。化工行業(yè)，作為環(huán)境污染的主要來源，如何提高改善環(huán)境友好型的生產(chǎn)技術(shù)和化工產(chǎn)品是當(dāng)務(wù)之急。通過有效分離其中的組分，可以減少一些全合成所來帶的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。 就業(yè)壓力 就業(yè)問題是當(dāng)今社會(huì)的主要問題之一。從項(xiàng)目開工到建設(shè)完成，涉及眾多的專業(yè)領(lǐng)域，為當(dāng)?shù)氐娜嗣裨鍪兆鲐暙I(xiàn)。美國、日本和西歐對碳四餾分的化工利用率高達(dá)70%以 上，而我國碳四餾分的利用率不足 40%，并且主要集中在烯烴，其余大多作為低價(jià)值的燃料。 目前我國在碳四的綜合利用上已有的較大的進(jìn)展，特別是燕山石化，是國內(nèi)碳四綜合利用程度較高的，除此之外，還有齊魯石化，上海高橋石化等企業(yè)，總體上來說，目前碳四的綜合利用技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展已較為成熟， 以齊魯石化為代表的國內(nèi)公司 已可以得到大于 99%的 1， 3丁二烯?？偟那闆r是：技術(shù)較為成熟，但是和國外的一些大型企業(yè)還是存在一些差距，如能耗較高、產(chǎn)品利用度較低等。分離碳 4 餾分、開發(fā)下游產(chǎn)品可以優(yōu)化資源配置并提高經(jīng)濟(jì)附加值。 由于汽車行業(yè)的快速發(fā)展和人們對新型交通工具的需求，橡膠的需求量不斷增大。 異丁烯化學(xué)性質(zhì)非常活潑，有非常高的利用價(jià)值。利用異丁烯水合生產(chǎn)叔丁醇，可作為溶劑、汽油添加劑以及用來合成除草劑、增塑劑等。其中，異戊橡膠最接近天然橡膠，是一種綜合性能很好的通用橡膠，用于輪胎生產(chǎn)。 1丁烯和無水冰醋酸合成醋酸仲丁酯， 用作溶劑。目前， 1丁烯和其下游產(chǎn)品，在我國需求量逐漸增大，有良好的市場前景。 正丁烯包含 1丁烯、順 2丁烯、反 二丁烯這三種異構(gòu)體，可用于甲乙酮的制備。 所以，分離各烯烴成分用于生產(chǎn)下游產(chǎn)品或作為原材料出售，均可有很好的經(jīng)濟(jì)收益。除進(jìn)口上述單體原料外，我國還進(jìn)口了大量的丁二烯及丁烯衍生物。 從上表我們可以分析得到，隨著經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展，我國橡膠的自給能力越來越底，而橡膠又是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，涉及到建筑、汽車、生活用品，甚至是國防領(lǐng)域。 3 原料 及產(chǎn)品方案 原料 原料的選擇應(yīng)該滿足環(huán)境友好型、成本經(jīng)濟(jì)型和來源穩(wěn)定型。 通常在裂解石腦油或柴油時(shí)，副產(chǎn)的 C4 餾分為原料總量的 8％～ 10％ (質(zhì)量 )。 丁二烯 下游 產(chǎn)品： 1,5,9環(huán)十二碳三烯、環(huán)丁砜、甲基丙烯酸甲酯 丁二烯 苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯 丁二烯 甲基丙烯酸共聚物、 ABS樹脂、低分子聚丁二烯 (1,2LPB)、端羥基聚丁二烯、水泥膠乳、丁苯橡膠 (1500 型 )、丁苯橡膠 (1502型 )、丁苯橡膠 (1712 型 )、丁苯橡膠、丁苯膠乳、羧基丁苯膠乳、丁苯熱塑橡膠 產(chǎn)品規(guī)格 產(chǎn)品市場 目前，世界丁二烯的來源主要有兩種，一種是從乙烯裂解裝置副產(chǎn)的混合C4餾分中抽提得到，這種方法價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)上占優(yōu)勢，是目前世界上丁二烯的主要來源。 其市場供求情況如下： 在原油價(jià)格大幅震蕩、乙烯價(jià)格小幅回落的影響下，近期大部分石化產(chǎn)品的價(jià)格仍處于陰跌不止的狀態(tài)。 5月份丁二烯價(jià)格繼續(xù)逆勢走高，均價(jià)為 23000 元，較前 4個(gè)月的均價(jià)上漲了 %。 我國仍是世界上合成橡膠需求量增長最快的地區(qū)，丁二烯需求量大，特別是今后數(shù)年中，丁苯膠乳、丁苯橡膠、 SBS 和 ABS 的裝置能力均有較大發(fā)展， 我國將需進(jìn)口較大數(shù)量的丁二烯，新建乙烯的丁二烯資源大有市場。臨界溫度 152℃ ，臨界壓力 。 表 丁二烯物理性質(zhì) 中文名稱 丁二烯 英文名稱 butadiene CAS No 106990 分子式 C4H6 分子量 熔點(diǎn) ℃ 沸點(diǎn) ℃ 健康危害 本品具有 麻醉 和 刺激 作用。重者出現(xiàn)酒醉狀態(tài)、呼吸困難、脈速等，后轉(zhuǎn)入意識喪失和抽搐，有時(shí)也可有煩躁不安、到處亂跑等精神癥狀。頭痛和嗜睡有時(shí)可持續(xù)一段時(shí)間。慢性影響：長期接觸一定濃度的丁二烯可出現(xiàn)頭痛、頭暈、全身乏力、 失眠 、 多夢 、記憶力減退、惡心、心悸等癥狀。 （ 2）化學(xué)性質(zhì) 丁二烯在 5～ 50℃ 自由基聚合的產(chǎn)物以反式 1， 4結(jié)構(gòu)為主，烴類溶劑中的負(fù)離子聚合時(shí)，順式 1， 4結(jié)構(gòu)占 35％，四氫呋喃中聚合則主要形成 1， 2 結(jié)構(gòu)，以鈦、鈷、鎳和稀土催化劑的齊格勒 納塔型配位聚合可得到高順式 1，4結(jié)構(gòu)（ 90％～ 99％） ，釩系催化劑則能合成高反式結(jié)構(gòu) ，釩、鉻和鉬系催化在一定條件下可得到 1， 2聚丁二烯。面對以市場國際化、資源國際化、技術(shù)與人才國際化、資本國際化為主要特征的經(jīng)濟(jì)全球化大趨勢，市場占有率主要取決于產(chǎn)品品種、質(zhì)量和成本。 我國國產(chǎn)丁二烯長期供不應(yīng)求。 2021 年，受益于供應(yīng)面緊張以及下游合成橡膠裝置投產(chǎn)等利好因素影響，丁二烯或?qū)⒆叱龈呶徽鹗幹畡荨? 順丁橡膠 聚丁二烯 （ polybutadiene） 1， 3丁二烯的聚合物。按結(jié)構(gòu)不同可分為順式 1， 4 聚丁二烯（ 又稱順丁橡膠， CBR ）、反式 1， 4聚丁二烯，以及 1， 2 聚丁二烯。 （ 1）物理性質(zhì) 順式 1， 4聚丁二烯的玻璃化溫度－ 106℃ ，結(jié)晶熔點(diǎn) 3℃ ，晶體密度 克／厘米 3，而 1， 2 聚丁二烯的密度 克／厘米 3，玻璃化溫度 15℃ ，熔點(diǎn) 128℃ （ 全同 ）和 156℃ （ 間 同 ）。高反式 1，4聚丁二烯的結(jié)晶性大，回彈性差。 表 順丁橡膠物理性質(zhì) 中文名稱 順丁橡膠 順丁橡膠 ： 英文名稱 Polybutadiene solidMedMWt CAS No 9003172 分子式 分子量 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) 健康危害 （ 2）化學(xué)性質(zhì) 聚丁二烯可用硫黃硫化，硫化時(shí)并發(fā)生順 反異構(gòu)化。 （ 3） 順丁橡膠的用途 順丁橡膠高彈性 高順式丁二烯橡膠是當(dāng)前所有橡膠中彈性最高的一種橡膠 ,甚至在很低的溫度下 ,分子鏈段都能自內(nèi)運(yùn)動(dòng) ,所以能在很寬的溫度范圍內(nèi)顯示高彈性 , 順丁橡膠主要用于制造輪胎中的胎面膠和胎側(cè)膠 ,約占 80%以上 。 產(chǎn)品消費(fèi)與需求預(yù)測 丁二烯 的 主要應(yīng)用領(lǐng)域 中國丁二烯主要 是 應(yīng)用 于合成 聚丁二烯橡膠，丁苯橡膠， ABS 樹脂， SBS 及丁腈橡膠。亞洲已成為世界最大的丁二烯生產(chǎn)和消費(fèi)地區(qū)。中國的丁二烯項(xiàng)目基本上是伴隨著乙烯裂解項(xiàng)目進(jìn)行配套建設(shè)的。年復(fù)合增長率達(dá)到 %。而未來 5 年，中國還有多個(gè)新增乙烯項(xiàng)目陸續(xù)建成，將增加 314 萬噸乙烯和 69萬噸丁二烯的生產(chǎn)能力。丁二烯的生產(chǎn)大部分集中在中國東部沿海城市。 主要消費(fèi)方向及需求量預(yù)測 隨著下游行業(yè)的迅速發(fā)展，丁二烯的消費(fèi)也迅速增加。中國不僅僅需要大量進(jìn)口 丁二烯。 就 預(yù)計(jì)未來幾年，丁二烯的產(chǎn)能將以年均不到 3%的速度增長，而全球丁二烯消費(fèi)增長率將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 3%，需求增長亦快于產(chǎn)能擴(kuò)張速度。外圍丁二烯供應(yīng)面趨緊成為定局，對我國丁二烯市場將起到推漲作用。高順式順丁橡膠可用鈷系（一氯二烷基鋁 鈷鹽）和鎳系（環(huán)烷酸鎳 三烷基鋁－三氟化硼乙醚絡(luò)合物）催化劑進(jìn)行生產(chǎn)。目前，有中國、美國、日本、英國、法國、意大利、加拿大、蘇聯(lián)、聯(lián)邦德國等 15個(gè)國家生產(chǎn)順丁橡膠，近 20個(gè)品種。 主要消費(fèi)方向及需求量預(yù)測 順丁橡膠主要用于輪胎工業(yè)中 ,可用于制造膠管 ,膠帶 ,膠鞋 ,膠輥 ,玩具等 .還可以用于各種耐寒性要求高的制品和用作防震 . 國內(nèi)順丁橡膠的產(chǎn)能不能滿足國內(nèi)市場的需求。 我國順丁橡膠主要應(yīng)用領(lǐng)域輪胎制造的需求量將穩(wěn)步增加，膠鞋用順丁橡膠的消耗量將不會(huì)有太大變化。 我國目前生產(chǎn)的順丁橡膠主要是以鎳 系順丁橡膠為主，產(chǎn)品品種比較單一。相對普通順丁橡膠，稀土順丁橡膠抗?jié)窕悦黠@改善，滾動(dòng)阻力小，綜合性能更好，因而發(fā)展前景十分廣闊。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 我國丁二烯和順丁橡膠的工業(yè)現(xiàn)狀 （ 1）丁二烯 2021 年丁二烯下游需求將增加。 2021年我國大約有 52 萬噸合成橡膠新增產(chǎn)能投產(chǎn)，今明兩年國內(nèi)還將新增順丁橡膠產(chǎn)能 77 萬噸，目前有在建的福橡化工 10 萬噸 /年丁苯橡膠、齊翔騰達(dá) 5 萬噸 /年稀土順丁橡膠等項(xiàng)目，預(yù)計(jì)今年達(dá)產(chǎn)。 （ 2）順丁橡膠 順丁橡膠是僅次于丁苯橡膠的世界第二大通用合成橡膠，也是我國合成橡膠中技術(shù)開發(fā)最成熟的膠種。然而，隨著我國順丁橡膠市場的需求量 出現(xiàn)大幅度增長，我國順丁橡膠產(chǎn)能增長的速度卻要低于需求量增長的速度，使得目前我國順丁橡膠市場出現(xiàn)了供不應(yīng)求的情況。而自 2021 年來，我國順丁橡膠的表觀消費(fèi)量均在 60 萬噸以上。見表 1。 5 工藝路線 基于以上我們的方案，我們的首要目標(biāo)就是分離 C4 餾分中的各組分，下面是一張典型 C4 餾分中各組分含量表： 組分 蒸汽裂解 C4 催化裂化 C4 異丁烷 1 34 正丁烷 2 10 異丁烯 22 15 1丁烯 14 13 2丁烯 11 28 丁二烯 48 0 合計(jì) 98 100 從以上含量表可以看出，其中正丁烯、異丁烯和 丁二烯 含量較多，從 各方面綜合 考慮，我們的任務(wù)主要是分離其中的這三個(gè)組分，以求達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)的主要原理是異丁烯在催化劑的作用下發(fā)生齊聚反應(yīng)，生成低相對分子質(zhì)量聚合物，從而實(shí)現(xiàn)與 C4 其他組分的分離 。為了提高異丁烯轉(zhuǎn)化率，人們不斷致力于新型催化劑的開發(fā) 。該技術(shù)以離子交換樹脂為催化劑 ，反應(yīng)在管 式反應(yīng)器中進(jìn)行，異丁烯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了 98% 。德 國的 EC 公司最新開發(fā)了利用 C 4 抽余液選擇性制備二異丁烯 的技術(shù) ，不必對 C4 抽余液 中的異丁烯濃度進(jìn)行稀釋 ，首先將