碳三、碳四的化工利用

碳三、碳四的化工利用

对液化石油气进行深加工用于化工领域是大势所趋。化工利用将是今后国内液化石油气需求增长的热点，也是液化石油气需求增长的关键支撑因素。精蜡厂扩能后丙烯9.38万吨,丙烷1.69万吨，去掉丙烷丙烯的液化气（含碳四烯烃）12.62万吨。

1.碳三资源的化工利用

1.1丙烯市场分析

丙烯主要用于生产：聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯酸及异丙醇等。其它用途还包括：烷基化油、催化叠合和二聚、高辛烷值汽油调合料等。预计2012年全球丙烯市值将突破2008年的峰值，超过900亿美元。其中影响全球丙烯市场的一个重要因素是中东和中国丙烯及下游产品将大幅扩能。

中国正在成为全球最大的丙烯消费国，预计今年将超过美国成为世界最大的丙烯需求国。聚丙烯仍然是丙烯的最重要衍生物，约占丙烯需求量的2/3，丙烯第二大市场为丙烯腈，其次为环氧丙烷和异丙苯。

据最新信息，渤海化工集团将在临港工业区内的渤海化工园投资建设60万吨丙烷制丙烯项目。该项目是国内首套、世界单套规模最大的丙烯生产装置。目前，项目已进入前期筹备阶段，计划于2012年9月建成投产。目前国内多数聚丙烯装置规模在1—15万吨。

1.1.2聚丙烯市场分析

聚丙烯是目前世界上最重要的合成树脂之一，2010年，我国聚丙烯产量约为917万吨，同比增长了13.5%。近年我国每年仍然需要进口大量的聚丙烯产品。

目前，聚丙烯主要应用于薄膜、管材、电器等领域。预计2010至2012年，国内聚丙烯的需求增长大约为6%左右；2013-2015年的增速约为5%-7%左右。预计到2015年，我国聚丙烯的表观需求量大约为2100万吨，当量消费量将达2600万吨左右；而我国聚丙烯的产能大约为1698万吨左右。我国聚丙烯行业仍然存在较大的供需缺口。

1.1.3生产工艺

聚丙烯生产工艺最广泛的是本体工艺和气相工艺两大类。

1.1.4投资估算

10万吨聚丙烯装置的投资在2.7亿元以上。

1.2丙烯氨氧化法和丙烷氨氧化法生产丙烯腈

1.2.1市场分析

丙烯腈作为一种重要的有机化工原料，在合成纤维、合成橡胶、合成树脂等高分子材料中占有重要地位。以丙烯腈为原料可生产腈纶、丁腈橡胶等。除此之外，丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中。

我国丙烯腈主要用于生产腈纶、ABS、丙烯酰胺和其它产品。

截止到2010 年12 月底，我国丙烯腈的生产厂家有10 家，总生产能力为125.3 万吨，总产量达到约109.0 万吨，同比2009 年增长约11.8%。生产装置全部采用丙烯氨氧化法生产工艺。

1.2.2生产工艺

现在主要采用的是丙烯氨氧化法，以丙烯和氨气为原料，生产丙烯腈，主要副产物为氢氰酸、乙腈、丙烯醛、二氧化碳和一氧化碳。

1.3生产环氧丙烷

1.3.1市场分析

环氧丙烷是除了聚丙烯和丙烯腈以外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有机化工原料。主要用于聚醚多元醇、非离子表面活性剂、碳酸丙烯酯和丙二醇的生产。广泛应用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。

2001年～2009年国内环氧丙烷供需统计

国内环氧丙烷主要用于聚醚多元醇(PPG)、丙二醇(PG)、非离子型表面活性剂等。预计到2015年，国内环氧丙烷需求量将达到175万t左右。国内的环氧丙烷市场正在从供不应求局面逐步走向自给自足的平衡态势。

1.3.2生产工艺

目前国外环氧丙烷生产技术主要有：氯醇法，乙苯共氧化法(PO／SM 法)，异丁烷共氧化法(PO／TAB法)，异丙苯氧化法(CHP法)，过氧化氢直接氧化法(HPPO法)，氧气直接氧化法。其中氯醇法，PO／SM 法，PO／TAB法，CHP法，HPPO法已经实现工业化；氧气直接氧化法正处于实验阶段。

2006年3月，随着中海油壳牌年产25万吨/年环氧丙烷装置投产，是目前国内最大的一套环氧丙烷装置，也是唯一采用环氧丙烷/苯乙烯共氧化联产法工艺的装置。2010年2月，中国石化第一套具有世界级规模的环氧丙烷/苯乙烯（PO/SM）联产装置在镇海炼化成功试车。28.5万吨/年环氧丙烷、62万吨/年苯乙烯装置是镇海炼化百万吨乙烯工程中的核心装置之一。

1.4丙烯氧化制备丙烯酸

1.4.1市场分析

丙烯酸是重要的有机化工原料，大部分用于生产丙烯酸酯(如丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯及辛酯等)，可广泛应用于涂料、化纤、纺织、皮革、石油开采等各个领域。

1.4.2生产工艺

当前，丙烯酸的工业生产方法主要为丙烯两步氧化法。

1.5丙烯水合生产异丙醇

1.5.1市场分析与用途

异丙醇又名仲丙醇二甲基甲醇，是一种性能优良的有机溶剂，广泛用作虫胶、硝基纤维素、生物碱、橡胶以及油脂等的溶剂。异丙醇还是生产多种有机化合物的重要中间体，可用作合成甘油、乙酸异丙酯以及丙酮等的原料，还广泛用作石油燃料的防冻添加剂，用于汽车和航空燃料等方面。此外，异丙醇还可用于制造杀菌剂、杀虫剂、清洁剂和消毒防腐剂等，它可以单独使用，也可以和其他醇、表面活性剂并用，在农药、电子工业、医药、涂料、日用化工以及有机合成等领域具有广泛的用途，开发利用前景广阔。

在12家年产能达5万吨及以上的企业中，亚洲的企业有6家，占据了半壁江山，其中日本有2家企业，中国大陆、中国台湾、韩国和印度各有一家企业。中国大陆企业为中石油锦州石化公司，年产能为10万吨。

目前我国异丙醇年产能约为16万吨，主要生产企业为：中石油锦州石化公司，年产能为10万吨；山东东营海科化工集团有限公司，年产能为3万吨；山东淄博诺奥化工有限公司，年产能为2万吨。

现在我国异丙醇年产量达到12万吨左右，而国内市场的年需求量约为23万吨，

市场缺口约为10万～12万吨，2009年进口量达到10.2万吨。

到2015年，我国异丙醇的市场需求量将会达到35万吨左右，国内异丙醇的生产量预计将会在18万～20万吨，市场供应仍然会有较大缺口，每年还要大量进口异丙醇，供需矛盾仍将十分突出。

1.5.2 生产工艺

当前国内外工业生产异丙醇的方法主要是丙烯直接水合法。

1.6丙烯生产异丙苯

1.7丙烯羰基合成法生产丁辛醇

2 C4资源的化工利用

碳四馏分将是继乙烯和丙烯之后高价值的石油化工原料。长期以来，碳四烃作为液化气主要成份一直当成民用燃料消费，总量已经超过了3.0Mt/a。美国、日本和西欧对碳四馏分的化工利用率高达70%以上，而我国碳四馏分的利用率不足40%，并且主要集中在烯烃，其余大多作为低价值的燃料。工业上用途较广的主要是丁二烯、异丁烯、丁烯-1、丁烯-2、正丁烷和异丁烷6个主要组分。

目前，燕山石化利用碳四烯烃，建成国内首屈一指的丁基橡胶装置，，大多数企业均是部分利用了异丁烯生产甲基叔丁基醚作为汽油调合组分，丁烯-1提纯作为共聚单体，丁烯-2用来生产甲乙酮，剩余碳四作为民用液化气。

碳四烃是正丁烷、异丁烷、正丁烯、异丁烯和丁二烯等的总称，主要来源于催化裂化(催化碳四烃)和蒸汽裂解(乙烯裂解副产碳四烃)，典型的催化裂化和蒸汽裂解碳四馏分的组成见下表。

2.1异丁烯

在炼厂C4组分中，异丁烯性质最为活泼且最具化工利用价值。异丁烯由于与正丁烯的沸点只相差0.6℃，工业上一般采用化学分离法，主要有硫酸萃取法、吸附分离法、树脂水合脱水法、甲基叔丁基醚(MTBE)裂解法。目前通常利用异丁烯和甲醇醚化生成甲基叔丁基醚(MTBE)，作为高辛烷值汽油的调和组分。生产不同的化学品对异丁烯的纯度有不同的要求，含量大于50%的异丁烯可以生产甲基叔丁基醚、叔丁醇、聚丁烯和二异丁烯等；含量大于90%的异丁烯可以生产甲基丙烯酸甲酯、异戊二烯等；含量大于99%的异丁烯则可以生产丁基橡胶、聚异丁烯、