丁二烯的制取,在我国也经历了酒精接触分解、丁烯氧化脱氢和蒸汽裂解制乙烯联产碳四抽提分离等三个发展时期。酒精法由于工艺落后,80年代初即已淘汰;丁烯氧化脱氢法也由于受原料制约,多数已改产。
目前我国丁二烯的生产主要是从乙烯副产C4馏分中抽提丁二烯,也有采用丁烯氧化脱氢法的装置在运行。我国从乙烯副产C4馏分中抽提丁二烯主要有乙腈法、DMF法和NMP法,乙腈法由我国兰化公司研究开发,DMF和NMP法均为引进技术。1995年以前引进的丁二烯抽提技术均为日本瑞翁公司的DMF法,1995年后又引进了德国BASF的NMP技术。
丁二烯主要来源于蒸汽裂解生产乙烯的副产物碳四馏分。我国目前有19套丁二烯装置,均采用碳四馏分抽提法生产,总年产能力为98.7万吨,2003年实际产量85.8万吨,主要集中在中国石化所属企业。
随着国内乙烯工业的快速发展,生产丁二烯的裂解C4资源随之增加,全国丁二烯抽提能力不断提高,产量由2000年59.1万t上升至2005年104万t,年均增长12%。"十五"期间,受合成橡胶及ABS等下游行业的需求拉动,丁二烯消费快速增长,2005年表观消费量达117.5万t,年均增长率达11.9%,消费与产量供应增速基本持平。截至2007年5月,我国丁二烯的生产厂家达到18家,生产装置26套,产能为161.4万t/a,约占世界丁二烯总产能的13.55%。我国均是以裂解C4为原料生产丁二烯的,因采用的抽提溶剂不同,生产工艺略有区别。其中采用DMF工艺的装置能力约占国内丁二烯总产能的42.38%,ACN法工艺约占36.56%,NMP工艺约占21.06%。2006年我国丁二烯产量达115.3万t,同比增长15.78%,2001~2006年产量的年均增长率约12.32%。
目前我国丁二烯的产量不能满足国内的需求,每年都需大量进口。随着齐鲁石化、吉林石化、兰州石化、茂名石化等装置的改扩建,以及上海赛科、惠州中海壳牌和蓝星天津石化3套新建装置的建成投产,进口量有所减少。2004年进口量为19.59万t,2005年减少到14.72万t,2006年继续减少到8.92万t。此外,我国丁二烯的进口格局发生了较大的变化,进口来源地不断增加。2003年以前,进口主要来自周边的韩国、日本和中国台湾等国家和地区。近年来,我国从印度、美国、巴西、荷兰等国家进口的丁二烯也不断增加。韩国一直是我国丁二烯最主要的进口来源,近年进口量虽然没有太大的变化,但所占的比例有所下降。
随着乙烯产业的大规模发展,中石油、中石化两大巨头旗下企业抓住国内市场供不应求的机遇,纷纷准备新建或扩建丁二烯装置,且主要是和乙烯装置配套,预计到2011年我国丁二烯的总生产能力将达到270.0万t/a。
近年来,随着我国合成橡胶等工业的迅速发展,丁二烯的表观消费量不断增加。2001年我国丁二烯表观消费量为78.25万t,2004年达到106.53万t,2006年进一步增加到121.53万t,自给率达到94.87%(,2001~2006年表观消费量的年均增长率约为9.2%。
近年来,我国丁二烯的消费结构发生了很大的变化。从20世纪90年代初期几乎全部用于生产合成橡胶,逐渐扩大到生产合成树脂、热塑性弹性体、丁苯胶乳以及其他有机化工产品,尤其是在ABS树脂、SBS热塑性弹性体和丁苯胶乳等产品的消费量增幅较大。预计2006~2011年,我国丁二烯的消费量将以年均8.7%的速度增长,到2011年总消费量将达到170.0万t,合成橡胶仍将是我国丁二烯最主要的消费领域,但ABS树脂的消费比例将继续增长,达到17.65%。近年来,随着世界乙烯工业的发展,丁二烯的发展很快,预计2011年我国丁二烯装置只要达到65.0%的开工率即可满足国内市场的需求,长期供应短缺的矛盾将得到彻底解决。今后,我国丁二烯生产的主要任务应该是对现有生产装置进行技术改造,进一步降低能耗和物耗,尽快实现C4馏分选择加氢除炔新技术(KLP技术)的开发和工业化,使我国丁二烯生产技术再上一个新台阶。同时积极开发丁二烯在其他方面的应用,如将其转化为丙烯、或用于生产己二腈等化工产品。此外还应积极扩大出口,参与国际市场的竞争,确保我国丁二烯行业健康稳步发展。
需要说明的是,从蒸汽裂解制乙烯联产碳四抽提分离获取丁二烯的途径,在我国现有的丁二烯生产装置中,采用了三种不同的工艺。一是以二甲基甲酰胺为溶剂的DMF法,这种工艺目前为数最多;二是以乙腈为溶剂的ACN法,这种工艺因耗能较高,90年代以来已不再新建,只是在老装置的基础上改革流程,优化工艺条件,以实现节能降耗;三是以N-甲基吡咯烷酮为溶剂的NMP法,这种工艺在90年代新建的装置中采用较多,如吉林化工集团公司、北京东方化工公司、独山子石化总厂等的乙烯项目,均配套采用此法。上述三种工艺各有利弊,其中DMF法和NMP法抽提装置因以往都是从国外成套引进,相对来说耗资较多。只有1996年建成投产的茂名石化公司DMF法抽提装置,系购买国外专利,由国内设计及配备设备。实际运行结果表明,这一实践很成功,不仅节约了投资,而且也为今后进一步发展丁二烯的衍生加工产品,创造了良好的条件。
市场前景分析
尽管我国丁二烯目前还供不应求,但专家分析指出,趋势正在向供需基本平衡转变。从国际看,不少国家和地区产能过剩。其中,美国是最大生产国,年产能力达274万吨,其下游行业迫于竞争压力纷纷向国外转移,使得美国等发达国家丁二烯行业抹上了不景气的色彩。"风景这边独好"的中国,势必会成为他们的目标,从而对国内供需走向带来影响。
国内方面,为与新建或扩建乙烯装置配套,多家企业准备新建或扩建丁二烯装置,据不完全统计,今后几年可能会新增50万吨丁二烯年产能力。丁二烯下游行业,如顺丁胶、SBS热塑性弹性体等,需求也在增长,ABS将是我国丁二烯消费增长的主要动力。随着国内信息和汽车工业迅速发展,对ABS需求量将较快增长,不少地方都在新建ABS装置,投产后对丁二烯的需求必然增长。但总的看,受消费主要领域合成胶新增产能的限制,随着丁二烯产能增加,国内丁二烯市场将由供不应求转向供需基本平衡。因此,丁二烯厂家在关注量的增长的同时,更要重视质的提高,以适应国际竞争的需要。