聚异丁烯产业发展分析

聚异丁烯产业发展分析
关颖
聚异丁烯(PIB)产品按相对分子质量划分，分为高相对分子质量PIB、中相对分子质量PIB、低相对分子质量PIB及低相对分子质量高活性PIB几大类。

其中数均相对分子质量Mn=１０００左右的用量最大，约占低相对分子质量聚异丁烯消费总量的８０%—８５%。

聚异丁烯的主要应用领域包括以下几方面。

(１)润滑油、燃料油添加剂：二冲程油、传动油、液压液、绝缘油、金属加工液等。

(２)粘结剂：主要用于压敏胶增粘剂，如玻璃纸带、包装带、绝缘带、橡皮膏。

一般来说，压敏胶由高分子聚合物作基料，可能混合二三种化合物，以便于平衡表面胶粘性与胶凝性。

这类胶可以单独使用，也可以与石油类树脂、松香、松香脂等共用。

聚异丁烯制成的粘结剂，具有无毒和高透明性，除用在物品的商标的粘贴，还广泛用于汽车，冰箱防水密封胶领域。

(３)聚合物改性：可以和多种高相对分子质量的物质(如天然橡胶、合成橡胶)共混，并改善高分子材料的性能。

例如，聚异丁烯和天然橡胶或合成橡胶(如丁基橡胶、丁苯橡胶)相混合后，具有很好的防水和高强度的透气性能。

(４)作为添加剂涂布于天然胶和合成胶表面，起防护紫外线和防热作用。

可以加入到EVA共聚物、PP、HDPE、LDPE及LLDPE中，改进其物理强度。

(５)涂料领域：主要用在有高耐候需求的涂料中，如在屋顶涂料方面。

(６)建材、密封材料：用聚异丁烯做的堵缝及密封材料具有优秀性能，如低气体透过率、耐候性强、阻水、耐酸碱、良好粘接性、防止跌落。

聚异丁烯与炭黑和抗氧化剂以及紫外线吸收剂用在生产中空玻璃的密封胶方面，可以增加产品的柔韧性和渗透性。

(７)保护薄膜：可制成多种防水密封膜，如涂在汽车顶部的保护膜，建筑行业的防水密封胶／膜，屋顶防水密封层，隧道／梁柱／烟囱防水密封胶，沥青及防腐蚀保护膜，与石墨一起作导电膜，与铁酸钡一起作磁膜。

１技术现状及发展趋势
１.１主要技术
聚异丁烯的生产是以混合C４馏分或纯异丁烯为原料，在主催化剂三氯化铝(A１C１３)、烷基氯化铝或三氟化硼(BF３)和助催化剂水或醇等存在下，经低温聚合反应制得。

所得聚合物经碱洗和水洗脱除催化剂，再进行常压蒸馏和减压抽提等过程，最后经过滤、漂白、干燥后得到聚异丁烯成品。

工业上的聚合反应器有釜式或管式两种，反应为连续反应。

制得
的聚异丁烯通常含有的亚乙烯基端基的质量分数小于１０%，相对分子质量分布(重均和数均相对分子质量比，Mw／Mn)为２-７。

聚异丁烯生产的关键技术是聚合的催化体系。

工业上最常见的催化体系是ALCl３和BF ３。

前者的典型技术来自Exxon公司，后者的典型技术来自BASF公司，其中高活性聚异丁烯制造技术是由BASF和BP公司研制成功并首先实现工业化生产的。

目前，采用AICL ３催化体系生产的聚异丁烯产量最大。

新兴的BF３催化体系是近年来发展最快的工艺技术，渐成主流技术。

BASF公司的BF３催化技术以纯异丁烯为原料，在液相条件下，以BF３作催化剂，３-２０个碳原子的仲醇(直链或支链)或仲醇与２—２０个碳原子的二烷基醚(至少含有一个叔烷基)作助催化剂，在０—-６０℃(优选-１０—-２０℃)温度下聚合，可制得平均相对分子质量５００—５０００，链末端亚乙烯基质量分数超过８０%(甚至９０%)、Mw／Mn＜２的高活性聚异丁烯(HRPIB)。

BASF公司还针对由于使用BF３络合物催化剂而导致生成含氟副产物(可多至２００ug／g)这一缺点，将以往采用的单一阶段异丁烯聚合改为两个或多个阶段聚合，使所得到的HRPIB中的氟含量明显低子传统方法所制备的HRPIB。

尤其是该方法还可用C４馏分制备具有低氟含量和窄相对分子质量分布的HRPIB。

产品经脱催化剂，蒸馏得到高活性低相对分子质量聚异丁烯，其产品性能优越，使BASF公司成为全世界最大的高活性低相对分子质量聚异丁烯的生产供应商。

世界上其它聚异丁烯生产公司的工艺流程基本都与BASF公司或BP公司的相同，只有催化剂体系存在着差异。

由于BP公司的高活性低相对分子质量聚异丁烯产品竞争不过BASF公司的产品，因而BP公司以生产低活性聚异丁烯为主。

国内聚异丁烯装置也基本采用上述工艺技术生产聚异丁烯，多数采用硼系催化体系为催化剂，以纯异丁烯或混合C４为原料，产品类型也与国外产品相似，并且有一定量的产品出口。

１.２技术发展趋势
１.２.１末端a--双键含量高的高活性聚异丁烯
由于末端a—双键质量分数大于７０%的PIB(HRPIB)，具有高活性，可以不加卤素采用直接热加合的方法生产无灰分散剂等润滑油添加剂的中间体，不仅解决了设备的腐蚀及环境问题，同时还提高了油品的质量。

因此，末端a--双键含量高的高活性聚异丁烯成为国内外聚异丁烯研究的热点课题，已发明了许多相关的专利技术。

对HRPIB生产技术的研究成为聚异丁烯未来重要的技术发展趋势之一。

而HRPIB技术的关键是新型聚合催化体系。

１.２.２中相对分子质量聚异丁烯
中相对分子质量聚异丁烯具有无色、无味、无毒、耐酸、耐碱、耐盐、耐水、耐臭氧和耐老化性以及优异的气密性和电绝缘性.同时与沥青、蜡.聚乙烯等有良好的相容性，因此在粘合剂、密封剂、中空玻璃砖用密封材料、抗振材料、压敏胶、润滑油粘度指数改性剂、润滑脂增粘剂、填缝材料以及口香糖胶基等方面得到较为广泛应用。

特别是我国市场上近年中
相对分子质量聚异丁烯市场需求渐旺，出现了供不应求的态势。

因此，中相对分子质量聚异丁烯也是聚异丁烯发展的重要板块。

其生产技术也从铝系工艺向硼系工艺发展，并进一步提升了聚异丁烯产品质量，促进了中相对分子质量聚异丁烯的发展。

１.２.３星形支化聚异丁烯
星形支化聚异丁烯是一种含有高相对分子质量的星形支化结构和低相对分子质量的线型分支结构的混合胶，独特的三维形体、高支化结构和优良的黏弹性能，赋予其不冷流、不塌陷的特点，而且其强度和硬度均高于普通橡胶，从而大大改善了它的加工性能。

星形支化PIB最早由美国Exxon，Mobile公司研制成功。

２国际市场分析及预测
２.１生产能力
２００７年初全球的聚异丁烯产能达到１１８.８万t／a。

美国Ineos Group(英力士)低聚物公司产能居行业首位，其美国印第安纳州Whitin—和法国Lavera两座工厂的总产能达到２０万t／a。

英国Infineum(润英联)集团公司，包括与锦州石化合资的锦州精联润滑油添加剂有限公司在内，总产能１７万t／a，排在全球第二位。

美国Lubrizol(路博润)公司，包括中国路博润兰炼添加剂公司在内，产能总计１６.１万t／a，居全球第三。

２００７年全球聚异丁烯生产厂家及其产能见表１。

其中，北美地区总产能约４７.５万t／a，占全球总产能的４０.０%；欧洲地区总产能为４０.７万t／a，占全球总产能的３４.３%；亚洲地区为３０.５万t／a，占全球总产能的２５.７%。

由于近年来国际上聚异丁烯需求不断增长，一些有实力的生产商正在或计划扩大生产能力，如２００８年间，德国巴斯夫将其德国路德维希港聚异丁烯装置产能扩至１７.０万t ／a；美国得克萨斯石化公司将目前６.５万t／a的产能增加一倍，达到１３.０万t／a；故２００８年聚异丁烯产能约新增１４.５万t／a，总能力增至１３３.３万t／a。

２.２需求
目前，国外高活性聚异丁烯(HRPIB)主要消费在高档润滑油、无灰分散剂、汽油清净剂、乳化炸药乳化剂等方面，主要用户是世界四大润滑油生产商，即路博润(Lubrizol)公司、润英联(Infineum)公司、雪佛龙(Chevron)公司、乙基化学(Ethvl Chemical)公司，添加剂的年产量大约在３０万-４０万t左右。

美国生产的HRPIB２／３用于润滑油方面，１／３用于非润滑油领域，而日本２／３以上用于非润滑油方面。

近年来，欧美地区聚异丁烯消费增长趋缓，但随着亚洲经济的飞速发展，特别是汽车工业的高速发展，带动了亚洲地区聚异丁烯终端市场需求，以每年８%-１０%的增长速度成为全球增速之首。

亚洲地区聚异丁烯消费增速较快的主要原因是聚异丁烯在二冲程机油配方中表现出来的低灰分性能。

作为全球第二大摩托车生产国的印度，近年摩托车产量逐年提高，对聚异丁烯的需求上扬。

３国内市场分析及预测
３.１生产能力
３.１.１现状
近年来我国聚异丁烯发展很快，总生产能力从２００７年的８.７３万t／a发展到２００８年的１１.３３万t／a，主要生产厂家也增至８家。

所用原料分为纯异丁烯和混合C４原料两种，产品分为低相对分子质量(包括高活性)和中相对分子质量两大类，分别占９２.６７%-８５.６１%和７.３３%-１４.３９%，共有２０几个牌号。

其中，中国石油吉林石化公司精细化学品厂、杭州顺达集团高分子材料有限公司和山东鸿瑞石油化工公司均可生产低相对分子质量(高活性)和中相对分子质量两大类聚异丁烯产品，山东鸿瑞和杭州顺达可生产食品级中相对分子质量聚异丁烯产品。

２００８年聚异丁烯新增产能主要包括山东鸿瑞石油化工有限公司新建１.６万t／a；兰州路博润兰炼添加剂有限公司将０.６万t／a扩能至１.２万t／a；杭州顺达集团高分子材料有限公司将其０.６万t／a扩至０.８万t／a以及新疆新峰股份有限公司将其０.３万t／a 扩至０.５万t／a，２００８年国内聚异丁烯生产厂家及其生产能力见表２。

包括吉林石化在内，目前我国高活性聚异丁烯的生产厂家有２家，总能力３万t／a，占聚异丁烯总产能的２６.５%。

３.１.２拟建
２００９年国内拟增产能的生产商，主要有洛阳市吉利区经济发展投资有限公司拟投资１８００万元，采用吉林石化研究院开发的BF３催化工艺新建设一套０.３万t／a的聚异丁烯装置。

该装置以高纯度异丁烯为原料，生产a--末端双键含量在８０%的具有反应活性的低相对分子质量聚异丁烯。

２００８年７月美国H.B.Fuller(富乐)公司宣布，计划在我国建设聚异丁烯和热熔胶(HMMC)装置，并预计２０１０年投产。

３.２需求
我国聚异丁烯应用发展迅速。

主要消费种类以低相对分子质量聚异丁烯为主，这是因为国内最近石油工业和汽车工业都处于快速发展阶段，润滑油和汽油的产量增长迅速，对润滑油添加剂和汽油清净剂的需求自然水涨船高，然后进一步拉动聚异丁烯的需求增长。

同时，粘合剂、密封剂、电绝缘材料等领域对中相对分子质量聚异丁烯的需求也呈上升的势态。

２００２—２００８年我国聚异丁烯消费增长走势见图１。

低相对分子质量高活性聚异丁烯约６０%用于润滑油添加剂，其下游产品链中最主要用途是制造丁二酰亚胺无灰分散剂，如聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、聚异丁烯无灰磷酸酯、硼改性无灰分散剂等几个品种。

采用高活性聚异丁烯制备烯基丁二酰亚胺无灰分散剂，可提高聚异丁烯的转化率、产品的质量和收率，而且生产过程不用氯气，安全和环境均得到明显的改善。

高活性聚异丁烯由于热稳定性好、裂解无残炭、耐化学品等特点，几乎
渗透到聚异丁烯所有的应用领域，从而促进了低相对分子质量高活性聚异丁烯合成技术的不断发展。

预计２０１０年国内仅高活性聚异丁烯实际需求量将有望达到６.７万t，因此将有大约２.７万t的市场空间，具有广阔的发展前景。

我国高活性聚异丁烯需求预测见表３。

值得指出的是，目前国内市场需求量较大的是a—末端双键含量达８０%以上的具有反应活性的低相对分子质量聚异丁烯，而此种聚合物适合用纯异丁烯为原料和采用BF３催化剂来聚合。

中相对分子质量聚异丁烯则主要应用于二冲程内燃机油或润滑油粘度指数改进剂、热熔胶、中空玻璃专用密封材料、口香糖胶基和捕鼠胶方面。

目前，国内中相对分子质量聚异丁烯供不应求。

此外，聚异丁烯的下游产品链中还有汽油清净分散剂、燃烧性能改进剂、密封剂、粘合剂、胶基食品及食品包装、电绝缘材料、高分子聚合物改性剂等。

可以预测，未来几年随着我国润滑油和汽油产量不断增长，润滑油添加剂和汽油清净剂的需求量将进一步增大，加上食品领域、专用密封材料等其他领域的需求，必将推动聚异丁烯的需求增长。

以亚洲年均８%-１０%需求增长率预计，２０１０年我国聚异丁烯的需求量将达到９.３３万t，到２０１５年则将达到１３万t以上，是一个高速成长的市场。

３.３进出口情况
２００８年，我国聚异丁烯进口总量为１２０４７t，比２００７年的１２８４９t减少了８０２t，其中初级形状的聚异丁烯(产品代码３９０２２０００)进口量为１１９９２t，占９９.５４%，而以聚异丁烯为基本成分的板、片、卷材(产品代码３９２１９０３０)的进口量仅为５５t。

从２１世纪初我国聚异丁烯出口实现了跨越式发展开始，一直稳步上升，２００７年出口总量１５１９５t，比２００６年增长４９%。

但是，由于受金融危机的影响，２００８年我国聚异丁烯出口总量减至１２８４２t，比２００７年减少了１５.５%。

出口种类仍以初级形状聚异丁烯为主。

２００８年的出口量略大于进口量，总体看与２００７年一样，进出口基本持平。

我国聚异丁烯出口产品主要来自锦州精联润滑油添加剂有限公司、吉林石化公司精细化学品厂，出口国主要是美国，德国、新加坡、韩国、俄罗斯、荷兰、印度、马来西亚、澳大利亚等国家。

目前，国内聚异丁烯年进口量和出口量虽然都在１.２万t以上，但出口的主要是以C４馏分为原料生产的低相对分子质量聚异丁烯，附加值较低；进口的主要是以高纯异丁烯为原料生产的中高相对分子质量聚异丁烯及高活性聚异丁烯，附加值较高。

２００５—２００８年进出口情况见表４。

近年来，虽然我国聚异丁烯的进口量呈连年递增趋势，但出口量要略大于进口量。

随着改扩建装置的陆续开车投产，我国聚异丁烯的进口量将呈下降趋势。

由于新增产能装置产量不稳，短时期内仍需要进口产品平衡市场缺口，特别是某些特殊用途(如口香糖等)的聚异丁烯还将依赖进口产品。

３.４产品价格分析及预测
聚异丁烯的价格因生产厂家、品种牌号不同，价格相差较大。

低相对分子质量聚异丁烯进口产品，如韩国大林的PB１３００、１４００等牌号的产品在１.８万、２.０万元／t之间(２００８年１２月)。

高活性聚异丁烯价格差异也与生产厂家有关，吉林石化聚异丁烯目前报价１.７５万元／t(２００９-０５-０５)，比２００９年第一季度价格(１.４３万元／t)明显上扬。

潍坊滨海石油化工有限公司报价在１.４万元／t(２００９-０５-０５)，而BASF公司的高活性聚异丁烯(如P１５０、２００等)的价格则为１.５６万元／t，日本日石的３００H／２１００H等为１.２万元／t。

２００９年中相对分子质量聚异丁烯主要以国产杭州顺达的SDG８３５０、８４５０、８５５０等为主，价格在２.７万-２.８万元／t之间。

最新进入市场的山东鸿瑞的食品级聚异丁烯报价２.７万元／t(２００９-０５-０７)。

该公司工业级聚异丁烯则稍低些，在２.５５万元八左右。

但是，从日本、德国进口的高相对分子质量聚异丁烯(无国产)的价格却高达５.４万元／t(２００９年５月)。

中空玻璃专用密封材料和口香糖胶基的需求增长对食品级中相对分子质量聚异丁烯的价格上扬起到重要作用。

预计２０１０年，随着全球经济回暖以及市场需求的拉动，低相对分子质量(包括高活性)及中相对分子质量聚异丁烯价格将逐渐恢复上升趋势。

４国外大型公司竞争能力分析
从聚异丁烯生产厂家的生产规模、技术实力、产品品种、产品质量等等因素分析，可确定目前吉林石化公司聚异丁烯产品的主要竞争对手有BASF、Ineos、Daelim和锦州精联润滑剂添加有限公司等。

４.１BASF公司
最早生产PIB的德国BASF公司的竞争能力首先是其先进的工艺技术优势，其BF３催化剂体系居世界领先水平，拥有多项专利技术。

生产的高活性聚异丁烯产品质量指标也是世界领先的。

其次，BASF聚异丁烯产品质量好，指标稳定是其第二大优势。

其竞争优势主要取决于该公司聚异丁烯生产采用连续生产工艺和在线可控操作，可为用户提供质量稳定的产品供应。

第三，该公司的产品种类齐全，几乎涵盖所有聚异丁烯种类，包括用于二冲程发动机油、润滑油、液压油、绝缘油、金属加工油、燃料油及润滑油添加剂原料的高活性PIB 牌号；用于生产润滑油无灰分散剂以及汽油清净剂或生产多种衍生物的中间体的低相对分子质量PIB牌号；用于粘合剂、沥青改性剂、润滑油改性剂、电绝缘材料及特殊涂料的中相对分子质量PIB牌号；用于粘接剂，密封剂等的高相对分子质量PIB牌号。

此外，该公司也是目前世界上唯一一家拥有生产超高相对分子质量聚异丁烯技术的公司。

第四，BASF公司的全球售后服务网络完善、规范，也使其产品受到用户青睐。

４.２Ineos公司
英国Ineos公司高活性聚异丁烯产品来自对BP公司的并购。

并购后的英力士成为世界上聚异丁烯产品的最大生产商，拥有用于生产润滑油无灰分散剂以及汽油清净剂或用于生产多种衍生物的中间体的低相对分子质量牌号(L、H系列牌号)、高活性牌号(H、PANALANEL
系列)聚异丁烯产品。

该公司承接了原BP公司的技术和原料优势，在继续保持良好的产品质量和多元的产品牌号的前提下，价格却相对低于BASF的产品，因此在国际市场上也具有很大的竞争力。

４.３DaeHm公司
韩国Daelim公司采用混合C４为原料，利用MTBE裂解方法生产聚异丁烯，产品以低活性聚异丁烯产品为主，是亚洲地区聚异丁烯产品具竞争力的生产商。

由于该公司地理位置与我国毗邻，与其他欧洲地区相比，具有明显的地域优势，加之产品质量好、牌号多，所以在我国市场上有较大的竞争能力。

此外Daelim公司正在准备将其高活性产品投放市场，届时将进一步提升其市场竞争力。