◆石明霞◆
國內(nèi)外丁二烯生產(chǎn)及市場分析
◆石明霞◆
目前,世界上丁二烯的來源主要有兩種,一種是從煉油廠C4餾分脫氫得到,該方法目前只在一些丁烷、丁烯資源豐富的少數(shù)幾個國家采用。另外一種是從乙烯裂解裝置副產(chǎn)的混合C4餾分中抽提得到,這種方法價格低廉,經(jīng)濟上占優(yōu)勢,是目前世界上丁二烯的主要來源。這種生產(chǎn)方法根據(jù)所用溶劑的不同又可分為乙腈法(ACN法)、二甲基甲酰胺法(DMF法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)3種。
該法最早由美國Shell公司開發(fā)成功,并于1956年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。它以含水10%的乙腈(ACN)為溶劑,由萃取、閃蒸、壓縮、高壓解吸、低壓解吸和溶劑回收等工藝單元組成。該工藝的技術(shù)優(yōu)點是:(1)沸點低,萃取、汽提操作溫度低,易防止丁二烯自聚;(2)汽提可在高壓下操作,省去了丁二烯氣體壓縮機,減少了投資;(3)粘度低,塔板效率高,實際塔板數(shù)少;(4)毒性微弱,在操作條件下對碳鋼腐蝕性小。該工藝的技術(shù)缺點是:(1)丁二烯分別與正丁烷、丁二烯二聚物等形成共沸物,溶劑精制過程復(fù)雜,操作費用高;(2)蒸汽壓高,隨尾氣排出的溶劑損失大;(3)用于回收溶劑的水洗塔較多,相對流程長。目前,該方法以意大利SIR工藝和日本JSR工藝為代表。
二甲基甲酰胺法(DMF法)又名GPB法,由日本瑞翁公司于1965年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。該生產(chǎn)工藝包括第一萃取蒸餾、第二萃取蒸餾、精餾和溶劑回收四個工序。該工藝的技術(shù)特點是:(1)對原料C4的適應(yīng)性強,丁二烯含量在15%~60%范圍內(nèi)都可生產(chǎn)出合格的丁二烯產(chǎn)品;(2)生產(chǎn)能力大、成本低、工藝成熟、安全性好、節(jié)能效果較好,產(chǎn)品、副產(chǎn)品回收率高達97%;(3)由于DMF對丁二烯的溶解能力及選擇性比其他溶劑高,所以循環(huán)溶劑量較小,溶劑消耗量低;(4)無水DMF可與任何比例的C4餾分互溶,因而避免了萃取塔中的分層現(xiàn)象;(5)DMF與任何C4餾分都不會形成共沸物,有利于烴和溶劑的分離,但由于其沸點較高,溶劑損失??;(6)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性良好;(7)由于其沸點高,萃取塔及解吸塔的操作溫度都較高,易引起雙烯烴和炔烴的聚合;(8)無水情況下對碳鋼無腐蝕性,但在水分存在下會分解生成甲酸和二甲胺,因而有一定的腐蝕性。
N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)由德國BASF公司開發(fā)成功,并于1968年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。該工藝的技術(shù)特點是:(1)溶劑性能優(yōu)良,毒性低,可生物降解,腐蝕性低;(2)原料范圍較廣,可得到高質(zhì)量的丁二烯,產(chǎn)品純度可達99.7%~99.9%;(3)C4炔烴無需加氫處理,流程簡單,投資少,操作方便,經(jīng)濟效益高;(4)NMP具有優(yōu)良的選擇性和溶解能力,沸點高,蒸汽壓低,因而運轉(zhuǎn)中溶劑損失??;(5)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性極好,即使發(fā)生微量水解,其產(chǎn)物也無腐蝕性,因此裝置可全部采用普通碳鋼。
2009年,世界丁二烯生產(chǎn)能力已增至1 218.7萬t/a。目前美國約占世界丁二烯總生產(chǎn)能力的五分之一,是全球丁二烯產(chǎn)量最大的國家;中國的丁二烯生產(chǎn)能力排在美國之后居世界第二。北美、西歐和亞洲是主要的丁二烯生產(chǎn)地。2009年世界各地區(qū)產(chǎn)能分布情況如表1所示。
2009年世界主要丁二烯生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能統(tǒng)計見表2。
隨著乙烯工業(yè)的不斷發(fā)展,世界丁二烯的生產(chǎn)能力將不斷增加,預(yù)計,2013年世界丁二烯產(chǎn)能將達到1 406.6萬t/a。
表1 2009年世界各地區(qū)產(chǎn)能分布情況
表2 2009年世界主要丁二烯生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能統(tǒng)計
近兩年,我國丁二烯產(chǎn)能增長很快。隨著福建煉化公司的新建12萬t/a丁二烯裝置、遼寧盤錦乙烯公司新建的10萬t/a丁二烯裝置及中石油獨山子石化的新建13萬t/a丁二烯裝置的建成投產(chǎn),2009年,我國丁二烯的總產(chǎn)能已達到202.9萬t/a。2009年我國丁二烯主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)能統(tǒng)計見表3。
未來幾年,許多生產(chǎn)廠家都準(zhǔn)備新建或擴建丁二烯生產(chǎn)裝置,且主要是和乙烯裝置配套。預(yù)計到2013年我國丁二烯將新增產(chǎn)能約93.9萬t/a(見表4),屆時國內(nèi)總產(chǎn)能將達到297萬t/a。
表3 2009年我國丁二烯主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)能統(tǒng)計
表4 未來幾年我國丁二烯擬、擴建產(chǎn)能統(tǒng)計
近年來,隨著我國橡膠工業(yè)的發(fā)展,對丁二烯的需求也不斷提高,促使國內(nèi)丁二烯產(chǎn)量增加。近三年來,國內(nèi)丁二烯自給率一直保持在91%以上。據(jù)中國合成橡膠協(xié)會統(tǒng)計,2009年國內(nèi)共生產(chǎn)丁二烯121.9萬t,其中,DMF法71.3萬t,ACN法37.8萬t,NMP法12.8萬t。
2009年我國丁二烯消費量約為147.6萬t,同比增長13.4%。2002~2009年中國丁二烯產(chǎn)量、進出口量及表觀消費量統(tǒng)計見表6。
表6 2002-2009年中國丁二烯供需狀況統(tǒng)計
近年來,我國丁二烯的消費結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。從20世紀(jì)9O年代初期幾乎全部用于生產(chǎn)合成橡膠,逐漸擴大到生產(chǎn)合成樹脂、熱塑性彈性體、丁苯膠乳以及其他有機化工產(chǎn)品,尤其是在ABS樹脂、SBS熱塑性彈性體和丁苯膠乳等產(chǎn)品的消費量增長幅度最大。2009年,丁二烯各消費領(lǐng)域消費及預(yù)測如表7所示。
從消費結(jié)構(gòu)來看,由于未來幾年我國丁苯橡膠以及ABS樹脂兩個方面的生產(chǎn)能力將大幅度增加,因而產(chǎn)量也將相應(yīng)增加,將成為未來我國丁二烯需求量增加的主要發(fā)展推動力。預(yù)計,2009~2013年我國丁二烯消費年均增長率約為9%。2013年我國丁二烯的總消費量將達到約234.0萬t。
表7 丁二烯各消費領(lǐng)域消費及預(yù)測
2009年,我國丁二烯的總產(chǎn)能已達到202.9萬t/a,消費量約為147.6萬t,預(yù)計到2013年我國丁二烯總產(chǎn)能將達到297萬t/a,消費量將達到約234.0萬t,加上不可替代的進口產(chǎn)品量,屆時國內(nèi)丁二烯市場競爭將會加劇。因此,我國丁二烯企業(yè)應(yīng)從以下幾個方面發(fā)展:
(1)擴大裝置生產(chǎn)規(guī)模,提高技術(shù)水平 目前,我國丁二烯生產(chǎn)裝置規(guī)模偏小,資源相對比較分散,整體利用率不高。應(yīng)繼續(xù)對現(xiàn)有生產(chǎn)裝置進行技術(shù)改造,進一步降低能耗和物耗,提高裝置的自動化控制水平,全面提高我國丁二烯的生產(chǎn)技術(shù)水平。
(2)積極擴大出口 隨著我國多套丁二烯新建或擴建裝置的建成投產(chǎn),生產(chǎn)能力將有過剩的可能,其商品化程度將大大增加,因此,除滿足國內(nèi)需求外,還應(yīng)積極開拓國際市場,擴大出口能力。
(3)積極開發(fā)丁二烯在其他方面的用途 丁二烯傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域是合成橡膠、合成樹脂、熱塑性彈性體、丁苯膠乳等,為了擴大其消費量,還應(yīng)注重丁二烯在其他方面的用途,如將其轉(zhuǎn)化為丙烯或用于生產(chǎn)己二腈等化工產(chǎn)品。
(本欄目編輯:黃云燕)