丁二烯生产技术与投资分析.docx

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1、丁二烯生产技术与投资分析丁二烯是一种重要的石油化工基础存机原料和合成橡胶单体，主要用于生产顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁脂类橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)等多种合成橡胶以及各类树脂(ABS、SBS等)，此外，还可用于生产己二腊、己二胺、尼龙66(锦纶66)、1,4一丁二醇、环丁飒、农药克菌丹等市机化工产品。丁二烯的主要用途集中在合成橡胶、合成树脂、尼龙等化学品的生产。具体来说，丁二烯可以与苯乙烯共聚生产丁苯橡胶，这是一种常用的合成橡胶，具有良好的弹性和加工性能，广泛应用于轮胎、鞋底、胶管等领域。此外，丁二烯还可以与丙烯脂共聚生成丁脂橡胶，这种橡胶具有良好的耐油性和耐磨性，常用于制造

2、油封、胶管等。在合成树脂方面，丁二烯可以与苯乙烯和丙烯腊三元共聚生成ABS树脂，这是一种坚硬且易于加工的塑料，广泛应用于电子、汽车、家电等领域。此外，丁二烯还可以通过不同的聚合反应生成其他有用的化学品。例如，与CO,通过聚合反应可以生成新型的可降解材料单体，这种材料具有良好的环保性能和应用前景。丁二烯还可以通过与其他化学品的反应，生成醇酸树脂、不饱和聚能树脂等，这些树脂在涂料、粘合剂等领域有广泛应用。综上所述，丁二烯作为一种基础化工原料，其应用范围广泛，不仅在橡胶和塑料工业中扮演着重要角色，还在新型材料和环保材料的开发中展现出巨大的潜力。1丁二烯与丁二烯橡胶的起源丁二烯(BUtadiene),

3、化学式为CIHti,是一种无色气体，具有微弱的芳香气味。其分子结构中包含两个双键，使其在化学反应中表现出高反应活性。丁二烯是重要的有机化工原料，广泛用于生产各种高分子材料，尤其是合成橡胶和塑料。1863年，法国化学家E.CaveniOU通过对戊醉的热解分离出丁二烯。1886年，亨利爱德华阿姆斯特朗从石油的热解产物中分离出这种碳氢化合物，并将其确定为丁二烯。1910年，俄罗斯化学家谢尔盖列别杰夫使丁二烯聚合，得到了具有橡胶状特性的材料。丁二烯工业起源于第二次世界大战前的那些年。许多参战国家意识到，在战争爆发的情况下，他们可能会被切断与由大英帝国控制的橡胶种植园的联系，因此他们寻求减少对天然橡胶的

4、依赖。1929年，爱德华特施库恩(EdUardTschunker)和沃尔特博克(Wa1.terBock)在德国的IGFarben公司工作时，制造出一种可以用于汽车轮胎的苯乙烯和丁二烯的共聚物。苏联政府努力利用丁二烯橡胶替代天然橡胶，并于1930年建造了第一座试验装置，使用从马铃菩生产的乙醇。这次实验取得了成功，1936年苏联建造了世界上第一座使用石油提取丁二烯的丁二烯橡胶工厂。到1940年，苏联的丁二烯橡胶产量达到每年5万吨，成为全球最大的生产国。上世纪50年代中期，催化剂领域取得重大进展，促使改进了丁二烯橡胶的制备方法。领先的轮胎制造商和一些石油化工公司开始投资建设丁二烯橡胶工厂。随着90年

5、代中期工艺的技术进步，丁二烯橡胶行业迎来高速发展。2 丁二雌产技术目前世界上制取丁二烯主要有2种途径：一种方法是从炼油厂G储分脱氢，该方法目前只在丁烷、丁烯资源丰富的少数几个国家采用；另一种方法是对乙烯裂解装置副产的混合C,储分中进行抽提（以下简称抽提法），该方法成本较低，是目前世界上生产丁二烯的主要方法，占全球丁二烯生产能力的98%0我国生产丁二烯相继经历了酒精接触分解法、丁烯（烷）氧化脱氢法和蒸汽裂解制乙烯联产抽提分离法等3个发展时期。我国最早采用前苏联以粮食酒精作原料的酒精接触分解法生产丁二烯，该方法因工艺落后，20世纪80年代初已被淘汰。丁烯氧化脱氢法由于受原料制约，多数厂家也已经改产

6、。目前我国丁二烯生产全部采用抽提法，其生产装置主要与乙烯装置配套，生产原料来自乙烯裂解装置副产的混合C4幅分，生产工艺包括ACN法（乙睛法）、DMF法（二甲基甲酰胺法）和NMP法（N一甲基Itt咯烷酮法）3种。ACN.DMF和NMP法的原理基本相同，主要为溶剂萃取精饵1.溶剂分别为乙腊、二甲基甲酰胺和N一甲基毗咯烷酮。主要生产过程为加入大量的沸点远高于C1炫的萃取精储溶剂，使得混合C馆分各组分间的相对挥发度显著增大,经过两级萃取精锚除去G饵分中的丁烯、丁烷及跳慌，得到粗j二烯，再经两级普通精帽除去G、丙炊等佬重组分，最终得到丁二烯产品。2.1 乙脑法（ACN法）该法由美国壳牌公司（SHE1.1

7、.）开发，在1956年实现工业化。目前利用ACN法生产丁二烯主要以美国壳牌公司（SHE1.1.）、I本合成橡胶公司（JSR）和意大利SIR公司为代表。美国壳牌公司的ACN工艺以含水质量分数为10%的ACN（乙脯）为溶剂，包括萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸、溶剂回收等生产单元：日本JSR工艺以含水殖量分数为10%的ACN为溶剂，采用两段萃取精馆其中第萃取精储塔由2个塔串联而成，如下图所示。丁烧、丁烯I一上萃取拓储塔;2一下萃取精馈塔:3第二萃取精恰塔：4一汽提塔：5一焕堤蒸出塔；6一脱虫塔;7脱轻塔；R一蒸汽再沸器：E一热能回收JSR公司节能型ACN工艺原则流程才洋图行祝S1JsR公司节能

8、HACN工艺流程图意大利S1.R工艺以含水5%的ACN为溶剂，采用氨洗塔、第一萃取精情塔、第二萃取精馆塔、脱轻塔和脱重塔5塔流程，如下图所示。1一女洗塔;2上萃取精馀塔;3一第二萃取精储塔；4一脱轻塔：5一脱重塔；6一燃燃蒸出塔SIR公司ACN工艺原则流程示您图匚弱阁ff1.2SIR公司ACN工艺廉租图我国首套丁二烯ACN法抽提工业生产装置由兰州石化公司设计并于1971年投产，生产能力为1.25万t/a。随后，中国石化北京燕山石化、中国石油吉林石化、中国石化齐鲁石化等相继建成同类装置。由于我国最初设计的AC法装置技术落后、能耗大，各企业后来纷纷进行了技术改造。ACN国产技术是以乙烯装置联产裂解

9、g为原料，采用含水5%10%的乙肝作溶剂，通过两级萃取精储和两级普通精储分离出聚合级丁二烯产品，如下图所示。1一第一萃取精储塔;2第二萃取精储塔;3恻线闪蒸塔；4一脱重塔；5脱轻塔:6一丁烷丁烯水洗塔；7一块烽水洗塔;8一乙胎回收塔国产ACN工艺原则流程示意由“3丽03产AcN工艺去制图2.2 二甲基酰胺法（DMF法，又称GPB法）该法由H本瑞翁公司（ZEO）开发并于1965年实现工业化。生产工艺包括第一萃取蒸储、第二萃取蒸储、精储和溶剂回收等4个工序。该工艺主要特点为蒸气压低，溶剂不易与碳四烧形成共沸物，易于精制和回收：流程无侧线，操作容易，分离效果好：但添加化学品较多，设备台数较多，占地面

10、积大I电耗较高；溶剂毒性相对较大，不易生化处理，焦油外排污染较重.I本ZEON公司DMF工艺原则流程示意图如下图所1一第一萃取精慵塔;2第汽提塔;3一第二萃取精镭塔；4一丁二烯回收塔;5一第二汽提塔:6脱轻塔;P-压缩机ZEoN公司DMF工艺原则流程示意窗锁图4ZEOM公IQiMF工艺薄程图2.3 N-甲基Itt咯烷用法（NMP法）该法由德国巴斯夫公司（BASF）开发并于1968年实现工业化。生产工艺主要包括萃取蒸镯、脱气和蒸镭以及溶剂再生工序。该工艺主要特点是设备总台数较少，流程短，占地面积小且分离效果好，溶剂稳定性好，运转周期长，三废排放量少和综合能耗较高等.德国BASF公司NMP工艺原则

11、流程示意图如下图所示。1一主洗塔;2后洗塔;3精镭塔;4一脱气塔；5T夬燃蒸出塔;6冷却塔;P-压缩机;R一再沸器BASE公司NMP工艺原则流程木卷图母图5BASF公司工艺窿和图2.4 新近开发应用的丁二烯生产新技术目前，国内外各大公司正在积极开发应用g饰分块燃选择加氢工艺、分壁式精镯技术以及抽提联合工艺等新工艺。2.4.1 狭煌选岸加氢技术美国陶氏化学公司开发了烘烧选择加笈工艺（K1.P技术），并于1984年实现工业化，该技术于1991年转让给美国环球油品公司（UOP）,并在全球范围内进行推广。此后，日本ZEON公司、法国石油研究院（IFP）等国外公司、科研机构也成功开发出自己的选择性加氢技

12、术，目前世界上已建成多套工业装置。焕烧选择加氢技术是通过选择加氢反应将C.循分中的乙烯基乙烘、乙基乙快转换为丁二烯、丁烯和少量的丁烷，包括前加氢和后加氢2种工艺。该技术取消了常规的二级萃取精储塔，C,分离流程得以简化，物耗、能耗得到降低。2.4.2 分壁式精馆技术德国BASF公司开发了分壁式精饰技术，正在进行应用。分壁式精情技术是将丁二烯生产的分离过程通过塔的分割，将流程进行缩减，从而减少设备分数，降低投资，此技术适用于规模较小的装置。该工艺原则流程示意图如下图所示。抽提溶剂抽余液抽余液-I1一主洗涤塔；2精馀塔/后洗涤塔;3脱气塔;4一精福塔分壁式抽提丁二烯工艺流程二化ZE福冢图6分量式IM

13、1.工艺流程图3 丁二端市场分析3.1 地区分布丁二烯市场地区分布不均。亚洲地区是丁二烯的主要生产和消费地区，中国、口本、韩国、印度等国家在丁二烯市场上具有较大的影响力。欧美地区丁二烯的市场份额相对较小。中国F1.前是全球最大的丁二烯生产地区，2022年产能占比全球29%,其次是欧盟27国、美国与韩国等地区。据统计，截止2022年底，我国丁二烯产能共计585万吨，约占全球产能的30%左右。其中中石化和中石油产能占据了大约45%：其他国企占13%：私营企业及合资企业占42%随着国内产能的增加，丁二烯的产量亦逐年增加。2022年，中国丁二烯产量达到421万吨，产能利用率约72%。随着国内产能的增加

14、，丁二烯的产量亦逐年增加。2022年，中国丁二烯产量达到421万吨，产能利用率约72%。国内丁二烯行业产能前三的企业分别是浙江石化、中海壳牌和镇海炼化，产能分别达到70、35和32.5万吨/年，占总产能比重分别是11.36%、5.68%和5.28%。丁二烯行业CR3超过20%,头部企业产能优势明显，CRIO为44.32除前十大企业占据总产能的半壁江山，对市场供给端影响力较大.3.2 供给情况分析近年来，中国丁二烯供应量不断增加。从2020到2023年，中国的丁二烯产量将继续保持增长态势，主要得益于新产能的投入。预计，丁二烯产量贴近2300万吨，比2019年增长约11.3%.丁二烯的出口量将继续

15、增大。从2020年至2023年，中国的丁二烯出口量将持续增加，比2019年增长约19.8乐原因在于，中国丁二烯价格优势以及出口优惠政策的推出等。3.3需求情况分析3.3.1行业应用需求旺盛中国丁二烯的主要用途是用于涂料、压克力树脂、橡胶等行业，其中涂料行业尤为重要。同时，随着中国涂料行业技术的不断改善和发展,涂料市场对丁二烯的需求量也在长期走高，随着2020-2023年经济持续增长，未来四年丁二烯对涂料行业的应用需求将继续强劲。3.3.2新兴行业需求也不断增加目前，丁二烯也被智能电子、助力汽车、电动汽车和新能源行业广泛应用，比如用于智能汽车的四门声学模块上，需要使用丁二烯做音频管，充满氮气，以提高音质品质。根据预测，近年来新兴行业对丁二烯的需求量也将持续上扬，从2020到2023年期间，新兴行业对丁二烯需求量的提升将维持较高趋势。3.4丁二烯行业前景分析橡胶行业需求稳定：橡胶是丁二烯的主要应用领域之一，约占丁二烯总需求量的60%以上。随着汽车工业的发展，橡胶对丁二烯的需求仍然保持稳定增长的态势。合成纤维和塑料行业需求增加：丁二烯行业现状分析指出幽若消费者对功能性纤维和高品质塑料的需求增加，合成纤维和塑料行业对丁二烯的需求也在增加.特别是在亚洲地区，由于人口增长和消费升级的推动，这些行业的需求增长更加强劲。油墨和涂料行业需求稳定：油墨和涂料行业是丁二烯的另