碳三 碳四的化工利用
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气体分馏是指对液化石油气即碳三、碳四的进一步分离。
这些烃类在常温常压下均为气体,但在一定压力下成为液态,利用其不同沸点进行精馏加以分离。
由于彼此之间沸点差别不大,分馏精度要求很高,要用几个多层塔板的精馏塔。
塔板数越多塔体就越高,所以炼油厂的气体分馏装置都有数个高而细的塔。
气体分馏装置要根据需要分离出哪几种产品以及要求的纯度来设定装置的工艺流程,一般多采用五塔流程。
液化石油气先进入脱丙烷塔,塔顶分出的C2和C3(丙烯)进入脱乙烷塔,塔顶分出乙烷,塔底物料进入脱丙烯塔;塔顶分出丙烯,塔底为丙烷馏分;脱丙烷塔底物料进入脱轻碳四塔,塔顶分出轻碳四馏分(主要是异丁烷、异丁烯、l-丁烯组分),塔底物料进入脱戊烷塔,塔底分出戊烷,塔顶则为重碳四馏分(主要为2-丁烯和正丁烷)。
上述五个塔底均有重沸器供给热量,操作温度不高,一般在55~110℃,操作压力前三个塔应为2兆帕以上,后两塔0.5~0.7兆帕;可得到五种馏分:丙烯馏分(纯度可达到99.5%)、丙烷馏分、轻碳四馏分、重碳四馏分、戊烷馏分。
气体分馏干气一般作为燃料无需分离,当液化气用作烷基化、叠合或石油化工原料时,则应进行分离,从中得到适宜的单体烃或馏分。
一、气体分馏的基本原理炼厂液化气中的主要成分是C3、C4的烷烃和烯烃,即丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等,这些烃的沸点很低,如丙烷的沸点是—42.07℃,丁烷为—0.5℃,异丁烯为—6.9℃,在常温常压下均为气体,但在一定的压力下(2.0MPa以上)可呈液态。
由于它们的沸点不同,可利用精馏的力法将其进行分离”所以气体分馏是在几个精馏塔中进行的。
由于各个气体烃之间的沸点差别很小,如丙烯的沸点为—47.7℃.比丙烷低4.6℃,所以要将它们单独分出,就必须采用塔板数很多(一般几十、甚至上百)、分馏精确度较高的精馏塔。
二、气体分馏的工艺流程气体分馏装置中的精馏塔一般为三个或四个,少数为五个,实际中可根据生产需要确定精馏塔的个数。
石化碳一、碳二、碳三、碳四产业链导图
01石化碳一产业链
甲醇产业链特点:中国甲醇生产以煤炭+天然气为主,国外的甲醇以天然气为主,尤其是中东伊朗及美国等地,天然气有成本优势。
国内部分生产PP+PE的装置以直接外采甲醇生产,类似的装置称之为MTO装置,通常是3吨甲醇生产一吨PP,所以MTO装置套利是市场比较流行的交易策略。
02石化碳二产业链
乙烯,常温下为无色、带点甜味的气体,是全球产量最大的化学产品之一,也是石油化工产业的核心,在化工品中应用十分广泛。
国外乙烯通常是通过天然气和石油来获取,中国缺少乙烯,乙烯产业链特点:
1、乙烯是所有化工品中应用最大的一个产品,现在乙烷已经在大量替代原油及煤炭成为重要的化工原料。
2、乙烯可以生产EG,EB,PE,PVC等化工品,国外的装置大部分是以石油与天然气来获取乙烯,中国缺少乙烯,大炼化装置实际上是扩张乙烯产量,PVC产能扩张较少,PVC-塑料L的价差最近几年持续上升。
3、乙烯产业链与去年已经有很大的不同,如果是基于历史数据做套利或对冲的可能需要重要建立数据库及研究方法。
03 石化碳三产业链
PP产业链特点:
1、PP与医疗关联度很大,通过疫情大家认识到口罩是可以用PP生产的,实际上医疗很多产品也是用PP生产的,叫医疗级PP。
2、大商所上市的品种为拉丝级PP,听这名字就知道是拉成丝,编成袋子的规格,可能用来包装化肥,或者是搬家的编织带。
3、PP的生产来源很多,可能未来成本要逐步下滑,PVC与PP的价差可能会持续拉大。
PP与塑料L有很多套利对冲机会,两者相关性较强。
04 石化碳四产业链。
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就是大势所趋。
化工利用将就是今后国内液化石油气需求增长的热点,也就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、催化叠合与二聚、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就是中东与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。
聚丙烯仍然就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,其次为环氧丙烷与异丙苯。
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。
该项目就是国内首套、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就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就是本体工艺与气相工艺两大类。
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。
碳四深加工综述摘要欧美国家因为原油消费量增长缓慢,乙烯原料轻质化导致碳4 产出下降。
国内因为原油消费量的增加导致碳4 供应增加,品质改善,供求关系趋缓。
目前全球碳四深加工产业存在向中国转移的趋势,但是碳四深加工产业涉及到丁烯分离、重物质控制等,具有较强的技术门槛和原料门槛,垄断竞争的市场格局短期内难以改变。
碳四深加工目前有很多,如果按产业链可以分为:从气分装置来的含异丁烯的碳四进入MTBE装置,从MTBE装置出来的碳四再进入液化气芳构化装置,从芳构化装置出来的碳四一般含有一部分碳三,经过脱丙烷塔粗分后再进入丁烷精制装置,分离出异丁烷,正丁烷等组分。
一、碳四的历史背景重油裂解过程中产生的炼厂气,不可压缩干气炼厂作为制氢原料或作为燃气回用,可压缩气体作为下游化工装置原料,但目前主要是利用了其中的丙烯和异丁烯。
其他碳四目前大部分是作为民用燃料使用,总体化工利用率很低。
提取丙烯后的液化气作为民用液化气不仅质量较差,而且是很大的浪费。
随着城市煤气和管输天然气工业的发展,城市民用液化气的市场也会逐渐缩小,价格逐渐走低。
由于地炼加工原料来源不定,原料品质复杂,导致产品性质千差万别。
特别是主要产品车用汽油,很大部分地炼汽油产品达不到不断提高的国家标准,其中主要两项指标是辛烷值和硫含量。
所以,利用多项现有成熟专利技术的组合,以现有地炼液化气为原料,通过多套化工工艺装置,生产高品质汽油调和成份和车用液化气前景十分广阔。
石油炼制和石油化工生产过程中副产大量碳四烃类,如何充分合理利用这些副产资源,进行深加工产品的开发,已经引起了人们的广泛关注。
20世纪80年代以前石油炼制过程中催化裂化(FCC)副产的碳四主要用于生产烷基化汽油和叠合汽油,以及作为工业锅炉和民用的燃料;石油化工蒸汽热裂解碳四馏分除其中的丁二烯部分用作合成橡胶原料外,亦多作为工业和民用燃料用。
自20世纪90年代后,由于分离技术的进步,碳四馏分分离后作为石油化工原料的应用不断得到发展。
混合碳四的综合利用二〇〇九年七月十六日目录第一章什么是混合碳四 (2)第二章混合碳四的上游利用 (3)第三章混合碳四的下游利用 (18)混合碳四的综合利用第一章什么是混合碳四一、混合碳四的含义:炼油行业所说的混合碳四(也常简写成混合C4)指丁烷、丁烯(正丁烷、异丁烷、正丁烯、反丁烯、异丁烯等)含量达95%以上的液化气。
混合碳四分醚前混合碳四和醚后混合碳四。
二、醚前混合碳四:炼油厂催化裂化装置(乙烯、焦化、加氢裂解、重整等装置也副产液化气,但只占总产量的20%左右)生产的原料液化石油气(含丙烯、丙烷、丁烷、丁烯),经过气体分离装置分离出丙烯,丙烷,剩余液化石油气称醚前混合C4。
三、醚后混合碳四:醚前混合碳四作为原料进入MTBE装置,消耗掉其中的异丁烯之后剩余的碳四馏分简称醚后混合碳四。
醚后混合碳四与丙烷再混合在一起就是目前市场上销售的民用液化石油气,也简称民用LPG。
第二章混合碳四的上游利用:生产MTBE一、什么是MTBE甲基叔丁基醚(Methyl-tertiary-butyl ether)简称MTBE,分子式CH3OC4H9,是一种透明、无色、高辛烷值的液体,具有醚类所特有的气味,氧含量为18%(质量分数)。
甲基叔丁基醚是一种高辛烷值(研究法高达117,MON高达101)的清洁汽油添加组分。
它在汽油组分中有良好的调合效应,稳定性好,可与烃燃料以任何比例互溶。
甲基叔丁基醚(MTBE)是生产无铅、含氧、低芳烃及高辛烷值车用汽油的优良调和组分。
甲基叔丁基醚也是重要的有机化工原料和特殊溶剂,应用领域广泛。
随着我国对环境保护、人类健康的重视,以及含氧新配方汽油的使用更进一步推动了MTBE的发展。
自1978年意大利斯纳姆公司建成世界第一套10万吨/年MTBE装置以来,引起了全世界的重视。
到20世纪末,全世界MTBE总产量已达2300万吨,成为石化产品中发展最快的品种之一。
MTBE的生产:混合碳四中的异丁烯与甲醇反应再经过分离、精制即可生产出工业MTBE。
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。
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。
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。
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。
“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。
“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。
碳四、碳五、碳九加工应用及发展前景分析报告1碳四的加工应用碳四通常为丁烷、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯、丁二烯等产品或混合物。
碳四的原料来源丰富,下游应用范围广泛,不同组分的物理及化学性质差异巨大,因此碳四的综合利用对于石化企业而言也至关重要。
1.1碳四的来源1.1.1炼油厂主要来自于炼厂的催化裂化装置、焦化装置、加氢裂化装置等,其中催化裂化装置占炼厂碳四的主导。
通常情况下,碳四作为液化气中的组分,与丙烷等混合当成燃料用途。
但近年来,随着炼化一体化,乙烯原料轻质化,炼厂的碳四附加值在逐渐增加。
1.1.2裂解乙烯装置裂解乙烯装置一般会副产碳四,其中石脑油为原料的裂解中的碳四含量较多,其他以乙烷、丙烷、丁烷裂解中的碳四含量相对较少。
石脑油裂解乙烯中副产粗碳四,其中抽出丁二烯后的组分为抽余油-1,继续抽完异丁烯后的组分为抽余油-2。
也有裂解乙烯厂对于碳四中的2-丁烯与乙烯进行烯烧转换,生产丙烯。
1.1.3MTO 装置副产混合碳四占烧类产物的占比较少,主要成分以1-丁烯和2-丁烯为主,其余组分是丁烷、异丁烯和丁二烯。
MTO 中的碳四由于产量小,单独进行深加工难度较大,可以把社会资源的碳四聚集一起进行综合利用。
1. 1.4油气田以及页岩气湿气NG1传统的油气开采中,会有油田伴生气,其中会含有碳四组分,但多数是烷妙。
页岩气开采中的湿气中也会含有丁烷的成分。
但是不同的油气田中的成分含量不同。
除了燃烧用途外,烷烧碳四中的正丁烷适合作为裂解乙烯原料,异丁烷适合脱氢生产异丁烯。
1.2碳四下游应用碳四的下游应用广泛,可以对混合物或者其中单一成分进行下游应用。
碳四作为液化气燃料用途的附加值最低,且烯姓含量高也影响燃烧性能。
裂解乙烯厂装置碳四中的丁二烯是最为大宗的商品之一,此外较为成熟的应用是MTBE 、甲乙酮、顺酎等产品。
通常的碳四下游应用如下:12.1芳构化裂解抽提异「烯 1-Γtt 2-丁烯正丁烷异丁烷等异丁烯T«-1T«-2正丁烷异丁烷等丁二烯异丁烯I-J .烯2-「烯正丁烷异r 烷等 我按生产MMA 或甲髀娱化反应生成MTBE 选择性加黛低分子煌类通过芳构化反应转化为含有苯、甲苯及二甲苯的混合芳烧。
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。
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2C4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、2,4-二叔丁基甲酚、叔丁胺、特戊酸、甲代烯丙基氯等产品。
2.1.1异丁烯氧化制甲基丙烯酸甲酯MMA2.1.1.1市场分析甲基丙烯酸甲酯(简称MMA)是一种重要的有机化工原料,主要用来生产有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA),也用来制造其它树脂、塑料、涂料、粘合剂、润滑剂、木材和软木的浸润剂、电机线圈的浸透剂、纸张上光剂、印染助剂和绝缘灌注材料等,用途十分广泛。
近几年,亚洲市场对电子/电器/光学用品、显示标志、各种照明设备和灯具需求旺盛,推动了MMA行业的快速发展。
在玩具、文具及其他物品等采用透明树脂需求继续大增的同时,LCD核心元件背光用光板和广告宣传标志牌等用途的需求量也大有发展。
2.1.1.2生产工艺MMA有3种主要的工业生产方法:丙酮氰醇法、丙醛法、异丁烯(叔丁醇)法。
2.1.2丁基橡胶2.1.2.1市场分析丁基橡胶由大量高纯异丁烯和少量异戊二烯在催化剂作用下聚合而成,具有优良的气密性、电绝缘性、低吸水性、耐热性,还耐老化、耐臭氧、耐溶剂,广泛用于内胎、水胎、硫化胶囊、电线电缆以及防水卷材等方面。
丁基橡胶是生产汽车内胎最好的胶种,在发达国家轮胎内胎几乎全部采用丁基橡胶制成。
丁基橡胶分为2大类:普通丁基橡胶和卤化丁基橡胶。
1999年,中石化北京燕山石油化工公司合成橡胶厂引进意大利PI公司技术,建成我国唯一的一套3.0万t/a丁基橡胶生产装置,2008年4月,扩能至4.5万t/a。
该装置能够生产丁基橡胶1751、丁基橡胶1751F和丁基橡胶07453个牌号的普通丁基橡胶产品。
由于我国下游制品加工业的发展异常迅猛,现有产量远远不能满足市场需求,进口量居高不下,我国IIR供需情况见下表:2003~2009年我国丁基橡胶的供需情况由上表可看出,国内产量远远供不应求,预计,2012年丁基橡胶的需求量将达到35.4万吨,其中,卤化丁基橡胶的需求量将达到24.7万吨,而国内卤化丁基橡胶的生产仍是空白。
目前丁基橡胶和卤化丁基橡胶的主要生产企业和技术持有者是Exxon公司、Bayer公司、俄罗斯联合股份公司、意大利PI公司,在全球一共有十几套装置,生产能力在1百万吨/年左右。
2.1.2.2生产工艺丁基橡胶的生产方法主要有淤浆法和溶液法2种。
目前淤浆法仍是工业化生产中的主流技术。
2.1.3异丁烯的其它化工利用异丁烯作为一些中间体的原料,烷基化可以制取叔丁基苯酚、对辛基苯酚、2,6-二特丁基对甲酚等具有抗氧、稳定作用的产品;氯化法制备甲代烯丙基氯,其工艺和反应器在国内各不相同。
农药原料或农药中间体原料。
经氯化可制得DV菊酯及再制得氯菊酯和氯氰菊酯等杀虫剂。
氨化合成叔丁胺可作为一些杀虫剂、杀菌剂、促进剂、染料着色剂的中间体,德国BASF公司即采用了异丁烯直接氨化制叔丁胺的工艺,我国山东荷泽化工有限公司也采用此法,已有产品上市。
其他用途,氧化生成异丁烯醛,与醋酸反应生成醋酸丁酯,与甲醛作用生成异戊二烯,与硫酸水合制叔丁醇。
异丁烯氯化、次氯酸化还可制得β-环氧氯丙烷;低温一步法制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。
2.2正丁烯的化工利用正丁烯有丁烯-1和丁烯-2(包括顺式和反式)两种异构体。
目前发达国家正丁烯化工利用主要集中在仲丁醇/甲乙酮生产、l-丁烯利用和辛烯生产等方面。