我國(guó)丁二烯的生產(chǎn)現(xiàn)狀及下游產(chǎn)業(yè)鏈分析

閔東輝

(中國(guó)石油化工股份有限公司巴陵分公司，湖南 岳陽(yáng) 414014)

丁二烯通常指1,3-丁二烯，又稱(chēng)乙烯基乙烯，是一種用途廣泛的有機(jī)化工原料，在烯烴類(lèi)的地位僅次于乙烯和丙烯，可用于生產(chǎn)順丁橡膠、丁苯橡膠、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、丁苯膠乳、丁腈橡膠、丁腈膠乳、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段氫化共聚物(SEBS)等。在有機(jī)合成方面，可用于生產(chǎn)己二腈、己二酸、1,4-丁二醇、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-及苯乙烯-共聚物(MBS)、四氫呋喃(THF)、噻吩、環(huán)丁砜等，用途十分廣泛[1]。

丁二烯的生產(chǎn)工藝主要有丁烯或丁烷氧化脫氫法和乙烯聯(lián)產(chǎn)裂解C4組分溶劑抽提法。丁烯或丁烷氧化脫氫法是在一定的反應(yīng)條件下，丁烷或丁烯發(fā)生氧化生成丁二烯的方法，該工藝反應(yīng)條件復(fù)雜、收率低、雜質(zhì)多且成本高。C4組分溶劑抽提法是石油烯烴裂解裝置產(chǎn)生的C4組分通過(guò)物理抽提分離得到丁二烯的方法，具有收率高和成本低的優(yōu)點(diǎn)，但需配套大型石油煉化裂解裝置，目前丁二烯生產(chǎn)主要采用C4組分溶劑抽提法。根據(jù)所用溶劑的不同，C4組分溶劑抽提法可以分為乙腈法(ACN)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)和二甲基甲酰胺(DMF)法等3種生產(chǎn)工藝。這3種方法的原理基本相同，主要生產(chǎn)過(guò)程為加入大量的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于C4烴的萃取精餾溶劑，使得混合C4餾分各組分間的相對(duì)揮發(fā)度顯著增大，經(jīng)過(guò)降級(jí)萃取精餾除去C4餾分中的丁烯、丁烷和C4炔烴，得到粗丁二烯，再經(jīng)過(guò)兩級(jí)普通精餾除去C5、丙炔等輕重組分，最終得到丁二烯產(chǎn)品[2]。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

2018年我國(guó)丁二烯生產(chǎn)企業(yè)有29家，總產(chǎn)能為4 029 kt/a，生產(chǎn)裝置主要集中在中國(guó)石化和中國(guó)石油兩大集團(tuán)，其中中國(guó)石化生產(chǎn)能力為2 120 kt/a(含合資企業(yè))，占全國(guó)總產(chǎn)能的52.62%；中國(guó)石油生產(chǎn)能力為975 kt/a，占總產(chǎn)能的24.20%；其他地方企業(yè)的生產(chǎn)能力為934 kt/a，占總產(chǎn)能的23.18%。位于廣東惠州的中海殼牌石油化工有限公司是我國(guó)最大的丁二烯生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)能力為345 kt/a，主供惠州李長(zhǎng)榮橡膠有限公司和普利司通有限公司。國(guó)內(nèi)正在規(guī)劃建設(shè)的丁二烯裝置有12套，合計(jì)產(chǎn)能1 400 kt/a。2019年將有久泰能源內(nèi)蒙古有限公司70 kt/a、浙江石油化工有限公司200 kt/a、南京誠(chéng)志永清能源科技有限公司100 kt/a、盤(pán)錦寶來(lái)化工有限公司120 kt/a等4套裝置投產(chǎn)，新增產(chǎn)能490 kt/a，總產(chǎn)能將增至4 519 kt/a。2018年我國(guó)丁二烯主要生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能見(jiàn)表1。

表1 2018年我國(guó)丁二烯生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能情況

2 供需情況

近年來(lái),國(guó)內(nèi)丁二烯需求維持增長(zhǎng)趨勢(shì)，但增長(zhǎng)幅度明顯趨緩，2014年表觀(guān)需求量為2 583 kt，2018年增至3 018 kt，增長(zhǎng)幅度僅為16.84%[3]。長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)丁二烯行業(yè)開(kāi)工率在7成左右，存在開(kāi)工率偏低的問(wèn)題，主要是因?yàn)椴糠置駹I(yíng)企業(yè)生產(chǎn)裝置采用運(yùn)行成本偏高的氧化脫氫工藝，在進(jìn)口貨源沖擊下，裝置大幅虧損而停車(chē)。2019年國(guó)內(nèi)丁二烯產(chǎn)能將加速釋放,預(yù)計(jì)新增產(chǎn)能490 kt/a，較上年增加12.16%，下游行業(yè)計(jì)劃新建裝置不多，且投產(chǎn)時(shí)間會(huì)受終端需求欠佳的影響而延后，因此預(yù)計(jì)2019年下游新增產(chǎn)能的消耗丁二烯343.5 kt。2014年我國(guó)丁二烯進(jìn)口量為202.7 kt，2015年增至277.5 kt，增長(zhǎng)幅度為36.90%，2016年有所回落，但2017年進(jìn)口量猛增至360.6 kt，相對(duì)上一年增長(zhǎng)幅度高達(dá)31.94%，2018年國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)欠佳以及丁二烯產(chǎn)能釋放導(dǎo)致進(jìn)口量回落至272.1 kt。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，隨著國(guó)內(nèi)新增產(chǎn)能釋放，市場(chǎng)供過(guò)于求的趨勢(shì)加劇，進(jìn)口丁二烯將會(huì)大幅減少。2018年我國(guó)丁二烯進(jìn)口主要來(lái)源于韓國(guó)、荷蘭、中國(guó)臺(tái)灣省等國(guó)家與地區(qū)，所占比例分別為22%，17%，11%。2014—2018年我國(guó)丁二烯供需情況見(jiàn)表2。

表2 2014—2018年我國(guó)丁二烯供需情況

3 下游應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)

3.1 順丁橡膠

順丁橡膠又稱(chēng)順式-1,4-聚丁二烯橡膠，由丁二烯聚合制得的結(jié)構(gòu)規(guī)整的合成橡膠。硫化后的順丁橡膠其耐寒性、耐磨性和彈性方面表現(xiàn)較好，動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱少[4]。順丁橡膠主要用于輪胎、塑料改性、鞋材及其他方面，其中輪胎制造占順丁總需求量的68%，鞋材占8%，塑料改性占13%，膠管和膠帶占7%，其他方面約占4%。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)輪胎行業(yè)產(chǎn)能飽和，出口受到歐盟、美國(guó)、印度等國(guó)家與地區(qū)的反傾銷(xiāo)制裁，行業(yè)前景黯淡。在產(chǎn)能過(guò)剩、成本偏高、環(huán)保嚴(yán)查等多重壓力下，大批制鞋企業(yè)向東南亞國(guó)家轉(zhuǎn)移。塑料改性及其他方面的需求占比略有提升，但順丁橡膠下游行業(yè)整體形勢(shì)不容樂(lè)觀(guān)。

2018年我國(guó)順丁橡膠產(chǎn)能為1 602 kt/a，產(chǎn)量為863 kt，消耗丁二烯934 kt，占丁二烯需求總量的31%，是國(guó)內(nèi)丁二烯的最大消費(fèi)領(lǐng)域。2014—2018年表觀(guān)需求量穩(wěn)定在1 000 kt左右，開(kāi)工率不足60%(見(jiàn)表3)。未來(lái)幾年國(guó)內(nèi)順丁橡膠新增產(chǎn)能主要有：壽光豐匯新型材料有限公司100 kt/a、遼寧勝友橡膠科技有限公司40 kt/a、久泰能源內(nèi)蒙古有限公司80 kt/a、中科(廣東)煉化有限公司100 kt/a等，產(chǎn)能合計(jì)320 kt/a。預(yù)計(jì)2019年投產(chǎn)順丁橡膠產(chǎn)能為120 kt/a，消耗丁二烯121 kt。

表3 2014—2018年我國(guó)順丁橡膠供需情況

3.2 丁苯橡膠

丁苯橡膠又稱(chēng)聚苯乙烯-丁二烯共聚物，按聚合體系不同分為乳液聚合丁苯橡膠(ESBR)及溶液聚合丁苯橡膠(SSBR)兩類(lèi)，主要用于輪胎胎面膠、胎側(cè)膠、膠帶、膠管、膠輥、膠布、鞋底、醫(yī)療用品及其他工業(yè)制品，少量用于電線(xiàn)、電纜等橡膠制品[5]。輪胎制造占67%的順丁橡膠需求量，膠管和膠帶占11%，鞋材占8%，車(chē)用橡膠占7%，力車(chē)胎占7%。

2018年我國(guó)丁苯橡膠總產(chǎn)能為1 700 kt/a，總產(chǎn)量為974 kt，消耗丁二烯573 kt，占丁二烯總需求量的19%，是丁二烯下游消費(fèi)的第二大領(lǐng)域。近年來(lái)乳液聚合丁苯橡膠面臨產(chǎn)能過(guò)剩、同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)激烈的問(wèn)題，市場(chǎng)投資熱度降低，未來(lái)幾年計(jì)劃新增溶聚丁苯裝置的企業(yè)有3家，即惠州李長(zhǎng)榮橡膠有限公司、益凱新材料有限公司和鎮(zhèn)江奇美化工有限公司，新增產(chǎn)能130 kt/a，預(yù)計(jì)消耗丁二烯78 kt。2014—2018年我國(guó)丁苯橡膠供需情況見(jiàn)表4。

表4 2014—2018年我國(guó)丁苯橡膠供需情況

3.3 ABS樹(shù)脂

ABS樹(shù)脂具有易調(diào)和、質(zhì)量低、成本低、耐腐蝕、耐高溫、阻燃性高、外觀(guān)靚麗以及機(jī)械性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于家電、日用品、汽車(chē)配件等領(lǐng)域。近年來(lái)，ABS樹(shù)脂在充電樁、免噴涂材料、空氣凈化器、3D打印、小型無(wú)人機(jī)、家用機(jī)器人、高鐵、游艇、活動(dòng)房屋、建筑模板等方面的應(yīng)用具有較大潛力[6]。我國(guó)ABS樹(shù)脂應(yīng)用中低端化，家電行業(yè)需求ABS樹(shù)脂超過(guò)60%，辦公設(shè)備、日用品、汽車(chē)配件方面各占11%左右的份額，其他行業(yè)約消耗4%。

2018年我國(guó)ABS樹(shù)脂產(chǎn)能為3 918 kt/a，產(chǎn)量3 581 kt，表觀(guān)需求量為5 545.3 kt，需求丁二烯543 kt，占丁二烯總消耗量的18%。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)12家，大部分產(chǎn)能控制在LG和奇美等幾家外資企業(yè)。未來(lái)有新增ABS裝置規(guī)劃的企業(yè)共8家，合計(jì)產(chǎn)能2 300 kt/a，其中LG惠州化工有限公司二期150 kt/a、廣西科元新材料有限公司一期100 kt/a，預(yù)計(jì)2019年投產(chǎn)，折算消耗丁二烯40 kt。2014—2018年我國(guó)ABS樹(shù)脂供需情況見(jiàn)表5。

表5 2014—2018年我國(guó)ABS樹(shù)脂供需情況

3.4 SBS橡膠

SBS橡膠廣泛應(yīng)用于制鞋、道路瀝青改性、彈性體改性材料和防水卷材等領(lǐng)域[7]。道路瀝青改性占SBS消耗的35%，是SBS橡膠最大的消費(fèi)領(lǐng)域；鞋材方面占29%，占比逐年下降；防水卷材需求占12%，受房地產(chǎn)和城市建設(shè)持續(xù)低迷的影響，市場(chǎng)需求趨于飽和；膠黏劑及其他方占24%，受環(huán)保趨嚴(yán)的影響，大量中小型膠黏劑廠(chǎng)關(guān)停，以SBS為原料的膠黏劑廠(chǎng)大幅減少。2018年國(guó)內(nèi)SBS產(chǎn)能為1 150 kt/a，總產(chǎn)量約809 kt，表觀(guān)需求量為811 kt，需求丁二烯422 kt，占丁二烯總需求量的14%。2019年寧波金海晨光化學(xué)股份有限公司、廣東眾和化塑有限公司、浙江眾立合成材料科技股份有限公司等有新增產(chǎn)能計(jì)劃，合計(jì)產(chǎn)能100 kt/a，預(yù)計(jì)消耗丁二烯67 kt。隨著多套SBS裝置陸續(xù)投產(chǎn)，供過(guò)于求的局面將更加明顯。2014—2018年我國(guó)SBS橡膠供需情況見(jiàn)表6。

表6 2014—2018年我國(guó)SBS橡膠供需情況

3.5 丁苯膠乳

丁苯膠乳是丁二烯和苯乙烯單體在添加不同化學(xué)品和助劑后經(jīng)低溫聚合而得到的一種聚合物膠乳。丁苯膠乳具有很好的粘著性，其粒子擴(kuò)散性和機(jī)械性能優(yōu)異，并能與天然膠乳以任意比例混合，被廣泛應(yīng)用于印染、造紙、涂料、紡織、建筑和黏合劑等領(lǐng)域[8]。2018年國(guó)內(nèi)丁苯膠乳總產(chǎn)能為2 130 kt/a，產(chǎn)量約1 270 kt，需求丁二烯300 kt，占丁二烯總需求量的10%。近年來(lái)少部分膠乳廠(chǎng)產(chǎn)能有所增長(zhǎng)，其中寧波樂(lè)金甬興化工有限公司增加130 kt/a，浙江永隆科技有限公司增至90 kt/a，浙江東越化工有限公司增至50 kt/a，但一些中小企業(yè)受?chē)?guó)內(nèi)環(huán)保政策影響被迫關(guān)停、搬遷導(dǎo)致產(chǎn)能有所減少。總體來(lái)看，行業(yè)需求穩(wěn)定，供應(yīng)格局整體變化不大。

3.6 其他應(yīng)用領(lǐng)域

丁二烯下游領(lǐng)域還有丁腈橡膠、丁腈膠乳和SEBS橡膠等，消耗丁二烯比例分別為4%，2%，2%，合計(jì)消耗丁二烯241 kt。丁腈橡膠和丁腈膠乳市場(chǎng)以外資為主，市場(chǎng)供需較為穩(wěn)定，對(duì)丁二烯供需平衡影響不大。SEBS國(guó)內(nèi)產(chǎn)能為220 kt/a，需求量約100 kt，產(chǎn)能過(guò)剩嚴(yán)重，預(yù)計(jì)2019年新增臺(tái)橡股份有限公司和李長(zhǎng)榮橡膠有限公司兩套裝置，產(chǎn)能合計(jì)為55 kt/a，消耗丁二烯36 kt。其他產(chǎn)品方面，主要有己二腈、己二酸、1,4-丁二醇、MBS、THF、噻吩、環(huán)丁砜等，在國(guó)內(nèi)產(chǎn)量相對(duì)有限，對(duì)丁二烯的需求影響可忽略不計(jì)[9]。

4 發(fā)展建議

(1)采用氧化脫氫工藝的生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)考慮生產(chǎn)成本高、工藝技術(shù)尚不夠完善等客觀(guān)因素，充分研究丁二烯市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)，慎重選擇投資方案，避免投資失誤。對(duì)于現(xiàn)有氧化脫氫裝置開(kāi)工率低，成本高的問(wèn)題，生產(chǎn)企業(yè)要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，提高裝置利用率，減少催化劑的摩損和提高“三廢”處理能力。

(2)產(chǎn)業(yè)鏈上下游一體化煉化企業(yè)的發(fā)展方向，丁二烯下游相應(yīng)同步配套，對(duì)于丁二烯下游裝置的選擇需要謹(jǐn)慎對(duì)待。下游配套要注重產(chǎn)業(yè)鏈延伸，做好資源整合，完善產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，盡量減少產(chǎn)業(yè)鏈某一產(chǎn)品的單獨(dú)投資。同時(shí)，要加大科研力度，做好產(chǎn)品差異化發(fā)展，開(kāi)拓如己二腈等新的應(yīng)用領(lǐng)域，提高裝置的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

(3)今后幾年，隨著多家大型煉油聯(lián)合企業(yè)的投產(chǎn)，丁二烯產(chǎn)能逐步釋放，主要的下游領(lǐng)域順丁橡膠和丁苯橡膠行業(yè)增長(zhǎng)緩慢，將無(wú)法全部消耗丁二烯過(guò)剩的產(chǎn)能，企業(yè)應(yīng)提前做好國(guó)外市場(chǎng)布局，拓展國(guó)外市場(chǎng)，擴(kuò)大貿(mào)易出口緩解國(guó)內(nèi)供應(yīng)過(guò)剩的矛盾，降低國(guó)內(nèi)企業(yè)惡性競(jìng)爭(zhēng)的風(fēng)險(xiǎn)。