碳四综合利用时代到来？

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近两年来，关于碳四资源综合利用的会议不少，但在上月底召开的2012C4/C5/C9/C10分离技术及资源综合利用论坛上，记者还是感受到了200多位与会者的热情。似乎所有企业都跃跃欲试，准备拿着钱在这个领域大干一场。是什么让这些企业有了投资欲望？碳四资源是否真的迎来了综合利用的时代？
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碳四资源不断增长，拿到手却并不容易

碳四，是指含4个碳原子的多种烷烃、烯烃和二烯烃的混合物，其主要来源为石油炼制、蒸汽裂解制乙烯、甲醇制烯烃（MTO）工艺的副产，以及天然气和油田气回收。近两年，我国碳四总量正随着炼油、乙烯产能和MTO工艺的发展而增长。
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据介绍，2011年，我国原油一次加工能力为5.4亿吨/年，同比增加5.2%。其中，富含碳四的液化石油气产量达到2181.1万吨，比上年增长6.3%。

裂解碳四的产量为乙烯产量的40%～50%。到2011年底，我国乙烯年产能已由2005年的785.9万吨猛增至1569.5万吨；乙烯产量为1554万吨，增长9.4%。预计到2015年，我国乙烯产能将达到2700万吨。同时，据不完全统计，我国将在3年内开工建设（含已投产和正在试车）的煤制烯烃项目有20多个，各地规划的煤制烯烃总产能已超过2000万吨/年。为此，副产的碳四资源也将会有较大增量。
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据中国石化科技开发部高级工程师袁霞光推算，目前国内炼厂碳四总量每年超过600万吨，裂解碳四总量接近500万吨，正在发展初期的MTO产业副产的碳四总量也将超过100万吨。
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碳四资源的不断增长，无疑成为很多企业计划投资该领域的基础。尤其是碳四资源作为燃料利用的路径正在变窄，更是给了这些企业机会。
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“在我国，大部分碳四都作为民用或工业燃料使用，化工利用率相对较低。但随着农村沼气、城镇天然气和家用电器的发展，碳四燃料需求量越来越小，这正好给了碳四化工利用的机会。”山东海成石化工程设计有限公司总经理王春生介绍说，自2004年西气东输管线正式开通以来，全国已有多个省市开始使用天然气，一些地方出现液化气滞销的局面。这就使得原来用作燃料的碳四馏分有一部分被天然气替代，为碳四资源的有效利用创造了条件。
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“二甲醚产能在近几年得到释放，掺入液化气之后，后者的价格难以大幅度上扬，也使得液化气作为燃料销售的利润并不可观。”中国石油大学（北京）新能源研究院教授周红军表示，“而且，近几年有大量LNG进口，从高端市场对液化气产生挤压。二甲醚和LNG的双向挤压，使得液化气用作民用燃料的效益越来越不被看好，寻找碳四新的高价值利用途径成为现实问题。”

5 x! t( P6 K4 Q宏源证券公司高级分析师柴沁虎还指出，国家对页岩气开采的重视，也为碳四资源的燃料利用带来挑战。“液化气往农村市场走，在短期内有市场。但从长期看，随着全球页岩气技术的逐渐成熟，液化气作为燃料利用的范围只会越来越窄。”
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4 P7 _( Q, [- b% ^. x6 ^如此明显的资源优势，自然不会逃过众多企业的眼睛。但正是因为这个显而易见的优势，也让资源成为碳四综合利用的关键。正如王春生和周红军所担心的，碳四的综合利用能给很多民营企业带来利润，但前提是能拿到资源。裂解碳四在一些乙烯生产企业已经得到利用，很难再流通到其他企业；中石化、中石油有大量的炼化碳四，但一般企业也不一定能拿到。“地方炼厂由于炼油规模小，副产的碳四资源量也相对较少。碳四综合利用要达到一定规模才能产生效益。所以建议企业想办法把同一个区域内的碳四资源集中起来联合利用。”王春生如是说。
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山东齐隆化工股份有限公司技术经理张兴连向记者讲述了他们公司的亲身经历：“2007年前后，我们就想搞碳四综合利用，但经过多方论证之后还是放弃了，原因就是资源不确定。大乙烯项目的副产基本自己都吃干榨尽了，只剩炼化副产。山东的地炼企业虽多，但炼化副产资源的综合利用在近几年受到持续关注，这造成了碳四资源的相对紧张。”

9 Q9 X# d5 m& Y* `) f& _; _久泰能源（准格尔）有限公司目前正在筹划甲醇制烯烃的项目，计划2014年年底投产。项目副产的碳四如何利用也是该公司正在考虑的问题。该公司项目管理部工程师郑向祝告诉记者：“虽然还没有最终确定碳四利用的工艺路线，但根据我们60万吨/年甲醇制烯烃的装置规模推算，每年副产的碳四大约为10万吨。要想形成规模效益，碳四资源还稍微差一点儿。”

* F* o1 d1 h- L5 i0 [* h下游市场前景广阔，扎堆发展渐存隐患
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/ _" P0 ~9 _8 S, L0 H7 ~% t根据碳四的组分特点，通过化工利用可以生产不少产品，如甲乙酮、丁二烯、丙烯、甲基丙烯酸甲酯（MMA）等。而在这众多产品工艺路线中，最让企业看好的当属碳四制丁二烯。

据中国石油规划总院高级工程师边钢月介绍，裂解碳四中含有近50%的丁二烯，可采用溶剂抽提法对其进行分离利用。也可以将碳四组分中的丁烷或丁烯脱氢制丁二烯，这是其他国家普遍采用的工艺。

2 a& N, K* A9 ~7 o( V# s* ~( J“企业都愿意采用这条工艺，正是看中了丁二烯的下游市场。丁二烯是生产合成橡胶的主要原料，大量用于生产顺丁橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶。此外，丁二烯还可生产ABS、SBS等树脂。2011年，国内丁二烯（抽提）总产能达到243万吨，但仍供不应求。随着国内合成橡胶产能的不断增长，未来几年丁二烯需求仍将增加。”袁霞光表示。

5 e& w5 w& F$ w, B, ?$ Z据了解，2011年国内主要合成橡胶总产量达到266万吨，同比增长10%。其中，国产丁苯橡胶的市场占有率达到85%，丁二烯橡胶达到78%，丁腈橡胶为56%，相比前几年都有明显提升。这几类橡胶产量的增长，带动丁二烯供应由松变紧，价格也持续高位运行。
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- u. [- d' l- l% X7 ]: G. S; l! A作为格雷斯中国有限公司的采购经理，杨一星向记者介绍的情况也证实了丁二烯的紧俏。“丁二烯是我们公司生产线的主要原材料，现在全球拿货都很难。而且如果全球经济进一步复苏，丁二烯价格还会上涨。”杨一星说，“我来参加这个论坛，就是看好碳四资源制丁二烯的方向，希望这个工艺路线能在国内尽快发展起来。”
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而根据合成橡胶工业在“十二五”期间的发展规划，丁二烯资源将变得更加紧俏。中国合成橡胶工业协会副秘书长周文荣算了笔账：当前收集到的资料显示, 2011年国内有超过300万吨/年的合成橡胶装置能力正在建设和计划建设中，如果这些装置都建成，国内主要合成橡胶的生产能力预计将从2010年的282万吨上升到2015年的600万吨左右。届时国内丁二烯的需求量将达到374万吨，加上ABS和丁苯胶乳所需要的丁二烯，全国丁二烯需求总量为439万吨。目前我国丁二烯资源基本来自以石油脑为基本原料的乙烯装置联产。据有关部门分析，2015年国内以石脑油为基本原料的乙烯装置能力可能达2100万吨，按丁二烯产率为乙烯产量的13%～14%估算，2015年可能获得的丁二烯总资源量为284万～294万吨。这与439万吨的需求量差了一大截。
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如此大的市场空缺，让众多企业都看到了碳四制丁二烯的前景，久泰能源公司还只是其中之一。“石脑油裂解制乙烯，能够副产40%左右的丁二烯。但当前石脑油价格高，乙烯价格低，一些企业都开始选择乙烷脱氢制乙烯工艺，这就造成了丁二烯市场紧张。因此，我们公司偏向于用甲醇制烯烃装置副产的碳四来制丁二烯。随着合成橡胶工业的发展，丁二烯的价格预计还会上涨，这条工艺应该会有不错的经济效益。”郑向祝十分肯定地说。

; E' k/ Y" t" I! |9 Z然而，面对企业的热情，一些专家则更为冷静。他们认为，不能因丁二烯市场好，就一窝蜂地全涌到该领域发展，而应根据企业自身的特点，走差异化发展之路。
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“找我们合作利用碳四制丁二烯的企业很多，尤其是山东的企业，但我不建议都做。我认为，企业应该尝试一下其他的碳四利用路线，不能将鸡蛋都放在同一个篮子里，不然会有风险。”王春生说。

+ m8 ^+ [( h% w; [惠生工程（中国）有限公司工艺设计高级工程师衣秀玉也向记者表达了她的观点：“任何市场都有饱和的可能，所以企业投资碳四利用工艺路线，应该要长远考虑、全面考虑，不能只顾眼前利益。丁二烯目前是很火，但建一套装置要两三年，可能两三年后这个产品又火过了。而且，企业综合利用碳四资源，可以往高端产品上考虑。因为随着社会的发展，人民生活水平的提高，高端产品的需求量必然会逐渐增多。”
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  r0 K) V" p2 l. C袁霞光建议，企业可以走碳四制丙烯路线，因为丙烯可以发展丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、水溶涂料等。而且近5年间，我国丙烯的需求增长率为6%左右，已超过乙烯的需求增长率，预计未来5年也是如此。
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4 t$ ]4 b7 H6 B' A7 _: F  O. k( i利用技术层出不穷，工业化的还是太少

上游有资源，下游有市场。对企业来说，投身碳四综合利用最关键的就剩技术了。近两年，国内外碳四利用技术层出不穷，给了企业不小的信心。

1 s6 W& |( g0 \5 I" A据介绍，美国UOP公司和鲁姆斯公司的碳四综合利用技术已经走在了世界前列。而且UOP公司开发的OCP烯烃裂解工艺具有一定的优越性，能与多种工艺装置组合应用，目前已应用在惠生工程公司的MTO装置上。

3 X: r& n+ w, [  G2 ~, \& _  G; I( P' \由于碳四综合利用市场的需要，近几年国内一些研发机构和企业在此技术领域也取得了突破。“为了提高碳四的综合利用效率，我们成功开发了具有完全自主知识产权的萃取精馏分离碳四工艺技术，申请了3项中国发明专利，并以每年10万～50万吨规模的碳四分离工艺软件包的形式将其转让给了国内19家大型石化企业，取得了不错的经济效益。”烟台大学教授任万忠说。

0 Z! c# ~3 |5 o+ u) V3 I: k! H4 n4 L王春生还介绍说，早在2006年，海成石化公司和大连理工大学、山东齐旺达公司一起开发的10万吨/年碳四芳构化制“三苯”工业化试验装置就一次开车成功，自此奠定了碳四综合利用的基础。近几年，海成石化又和大连理工大学、齐鲁研究院、清华大学、美国UOP公司等单位合作建设开发了混合碳四异丁烯叠合、醚后碳四缓和芳构化制汽油、醚后碳四裂解制丙烯、混合碳四烷烃重整制丙烷、碳四制裂解原料等18项技术，建成了60多套装置。

然而，记者在采访中了解到，很多专家都认为，能够研发出碳四综合利用的各种技术确实是突破，但能否实现工业化、取得经济效益才是关键。
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/ D, y, C& q& L0 }7 c就拿企业热衷的碳四制丁二烯工艺来说，王春生认为，该工艺流程长、投资高、能耗高、收率低，风险较大。
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5 \/ H, x: ?6 ?: d, K7 }8 \“上世纪80年代，碳四组分中的丁烯氧化制丁二烯技术就由齐鲁研究院组织开发出来了。但因成本太高，这项技术至今也没有实现工业化。该技术最大的问题就是废水量大，每产出1吨丁二烯要排放近30吨废水。如今环保要求很高，这部分的处理成本很难降下来。今年5月，淄博齐翔腾达化工股份有限公司的10万吨/年丁二烯项目将建成投产，采用的就是这个技术。我们也将进一步跟踪观察，再作打算。”虽然偏向碳四制丁二烯工艺，但郑向祝的分析还是颇具理性。
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碳四制丙烯工艺也是如此。据了解，国内有七八家企业都上过碳四制丙烯装置，但大部分都因转化率等问题停掉了。而且，即便是UOP公司的先进技术，也只是处于半工业化阶段，完全工业化还要等到2013年。
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$ Z8 ?4 K: U* W& B& Y“现在企业对碳四综合利用新技术都特别敏感，哪里有点儿新动向就想追着用。但我认为，企业在碳四综合利用领域投资时还是应该采用成熟度高、已工业化的技术。因为我们很多企业的规模都不大，一旦尝试失败，或许会危及整个企业的发展。”任万忠如此建议。