碳四深加工波澜大兴

○ 文／王 斌

随着我国炼油行业的快速发展，作为炼油副产物的液化石油气产能也在逐年增长。但我国C4原料气资源利用率低，仅为40%左右，远远低于美国等国家近80%的利用率，大部分被作为燃料直接烧掉非常可惜。近年来，随着我国工业的发展，天然气作为新兴燃料逐步替代液化气，使得液化石油气开始逐步走出“灶台”，寻找新的出路。

2008年芳构化装置开始在我国遍地开花，“液化气深加工”字眼开始备受关注，以C4组分为原料的“深加工企业”开始迅猛发展。C4产业链开始多元化，逐步摆脱单一的芳构化，异构化、烷基化、异丁烷脱氢等多元化深加工方法，开始迅速发展。

扎根繁衍 迅速传播

芳构化是以富含烯烃（如丁烯）和异丁烷的液化气作为原料，在专用催化剂作用下，生产富含异构烃、芳烃的汽油馏分，作为汽油的调和原料。

世界第一套芳构化装置于1990年投产是由UOP公司和BP公司联合开发的。我国第一套芳构化装置于2006年9月建成投产，为山东齐旺达集团利用大连理工大学纳米催化轻烃芳构化技术建成的国内首套轻烃芳构化装置，规模为10万吨/年。之后，我国芳构化装置开始如雨后春笋般纷纷上马或投产。

●加油站出售由C4组分生产的烷基化高标号汽油。摄影/本刊记者 杨春雁

由于原料成本高企等问题，我国芳构化利润直线下降甚至处于亏损的地步。2012年下半年开始，国内芳构化企业因出油率低、产能过剩、利润微薄等开始举步维艰，部分企业开始纷纷停车，部分企业开始向其他深加工装置转变。2012年11月消费税政策的出台，对于处于风口浪尖上的芳构化企业来说无疑雪上加霜，国内芳构化企业停车者继续增多。2011年，山东芳构开工率均值尚在60%左右，2012年已下降至50%左右，而进入2013年开工率均值已不足40%。

芳构化从2006-2008年的初露锋芒，到2009-2010年的鼎盛时期，再到如今的遭遇瓶颈，经历了近五年的发展蜕变。在不断的总结经验及探索创新中，芳构化给地练乃至燃气市场开辟了一条新的道路。然而依靠单一原料发展起来的产业模式的先天不足，业已决定了后期发展道路的坎坷。随着芳构化企业的落末，芳构化深加工企业开始考虑后期发展道路，部分工厂开始向其他深加工装置转型。

异军突起 多元发展

由于国内齐聚技术以往的空白导致间齐聚产物不曾被利用，随着C4组分的不断被开发利用，加之雾霾天气，汽油标号升级的等趋势下，烷基化汽油作为理想调油原料开始备受关注。烷基化汽油具有高辛烷值、低硫含量、出油率高，经济效益好等优势，成为高标号汽油的首选原料，继芳构化、异构化之后开始迅速占据国内深加工市场，尤其得以炼厂人士的青睐。据了解，芳构和烷基化都是以醚后C4做原料，芳构化装置的汽油出率仅30%左右，而烷基化汽油的出率可达到70%~80%。尽管烷基化汽油价格较芳构化汽油价格要高100~200元/吨，但烷基化出率要高于芳构化近一倍，对炼厂而言具有较强的吸引力。因此，国内炼厂大多开始转产投产烷基化装置。据统计，截至2013年底，仅山东地区就有200万吨左右烷基化装置即将上马，到2014年底，国内烷基化装置年产能将达到800万吨以上。随着异构化、烷基化企业的不断扩大，C4深加工开始摆脱单一化，朝向多元化发展。

C4是烷烃、单烯烃和二烯烃的总称。其生产方式有两种，一种是催化裂化，一种是蒸汽裂解。乙烯裂解制C4总烯烃含量较高，约为90.4，其中丁二烯和异丁烯含量居高，烷烃含量很低，因含有较多丁二烯，应首先萃取蒸馏分离丁二烯。而催化裂化生产的C4总烯烃含量略低，约为56左右，丁烷(尤其是异丁烷)含量高，烯烃以丁烯-2和异丁烯为主，不含丁二烯(或者含量甚微)，其中丁烯质量分数为50%左右，故可不经萃取分离丁二烯而直接使用。

综合利用 前景可观

合理利用C4进行深加工的优势在于：一是原料来源广泛，价格相对便宜。二是深加工后的产品如烷基化汽油、芳构化汽油，产品附加值较高，成为调和汽油辛烷值原料。三是深加工后的C4几乎不含烯烃，大大提高了其品质，既可以做裂解装置原料，又可以作为车用燃料。

在芳构化落后产能将逐渐被淘汰的背景下，开发C4具有前途的利用途径成为需要考虑的问题。据统计，目前C4深加工具有发展前景的几条路径如下。

高清洁汽油调和组分（异辛烷、异辛烯）。满足更高要求国ⅴ标准，高清洁汽油辛烷值不足的调和需求。

下游化工产品。正丁烯氧化脱氢制丁二烯、醋酸仲丁酯、甲乙酮、丁酮等。

目前国内现有的生产装置大多采用乙烯裂解C4馏分抽提工艺，但原料基本被中石化、中石油两大石油公司所垄断，造成了丁二烯供应的短缺。面对主流工艺的原料供应短缺，不少合成橡胶民营及外资合资企业只能寻求其他生产工艺来获得丁二烯，从而刺激了正丁烯脱氢制丁二烯工艺的复苏。近期我国丁二烯的供应短缺，使得企业上马丁二烯的愿望强烈。据了解，此前在丰厚利润的刺激下，我国合成橡胶装置建设迅速，生产能力不断提高，而丁二烯作为合成橡胶的主要原料需求也随之扩大。

受乙烯原料不断轻质化、国内合成橡胶产能快速增长等因素的影响，近年国内丁二烯供应短缺，价格大幅攀升。在此背景下，丁二烯扩能迅速，沉寂了20年的正丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺再度走进行业视野，多个项目已建成或在建设，还有多家企业计划上马该项目。目前，正丁烯氧化脱氢制丁二烯装置已有38万吨，2013-2014年将有40万吨以上产能陆续上马。

面对如火如荼的投资热潮，业内专家指出，与主流的乙烯裂解抽提法生产丁二烯项目相比，现有的正丁烯脱氢制丁二烯还存在生产成本较高、工艺不稳定等问题，大面积上马存在隐患，而且新建装置的不断上马，原料正丁烯存在供应不足的风险，价格或将跟随水涨船高，进一步压缩正丁烯脱氢制丁二烯的生存空间，建议企业慎重建设。

醋酸仲丁酯：摆脱老式技术束缚，利用液化气烯烃组分和甲醇在催化剂发生反应，最终生成醋酸仲丁酯及清洁液化气的生产技术。目前国内醋酸仲丁酯产能在66万吨/年，截至2013年年底仍将有20万吨/年装置即将上马。

●C4深加工后的丁二烯是生产多种合成橡胶的基本原料，用途十分广泛。 供图/CFP

甲乙酮：利用正丁烯水合法将丁烯水合制仲丁醇，仲丁醇催化脱氢是国内外工业化生产甲乙酮广泛采用的工艺路线。目前国内甲乙酮装置年产能在42.7万吨/年，后期仍有23万吨/年装置即将投产及建成。

随着C4组分应用的不断壮大，C4深加工亦逐步朝着多元化进展，后续对C4的需求量亦将逐步增加。近几年由于天然气工业的发展较快，混合C4作为传统民用液化气的用量将逐渐减少，深加工产品逐步深入人心。由于高辛烷值汽油调和原料的需求在不断增长，在相当长的时间里，高价值的燃料利用仍是混合C4应用的最主要途径。目前阶段，由于原料、产品要求不同，各工序技术水平不同，应用C4组分的单一工艺很难取得最佳经济效益，所以对混合C4下游产品的市场应进行全面分析，不要盲目追求化工利用率，应避免“一窝蜂”式上马“最赚钱”的产品。