碳四深加工波瀾大興

○ 文／王 斌

隨著我國煉油行業(yè)的快速發(fā)展，作為煉油副產(chǎn)物的液化石油氣產(chǎn)能也在逐年增長。但我國C4原料氣資源利用率低，僅為40%左右，遠遠低于美國等國家近80%的利用率，大部分被作為燃料直接燒掉非常可惜。近年來，隨著我國工業(yè)的發(fā)展，天然氣作為新興燃料逐步替代液化氣，使得液化石油氣開始逐步走出“灶臺”，尋找新的出路。

2008年芳構化裝置開始在我國遍地開花，“液化氣深加工”字眼開始備受關注，以C4組分為原料的“深加工企業(yè)”開始迅猛發(fā)展。C4產(chǎn)業(yè)鏈開始多元化，逐步擺脫單一的芳構化，異構化、烷基化、異丁烷脫氫等多元化深加工方法，開始迅速發(fā)展。

扎根繁衍 迅速傳播

芳構化是以富含烯烴（如丁烯）和異丁烷的液化氣作為原料，在專用催化劑作用下，生產(chǎn)富含異構烴、芳烴的汽油餾分，作為汽油的調(diào)和原料。

世界第一套芳構化裝置于1990年投產(chǎn)是由UOP公司和BP公司聯(lián)合開發(fā)的。我國第一套芳構化裝置于2006年9月建成投產(chǎn)，為山東齊旺達集團利用大連理工大學納米催化輕烴芳構化技術建成的國內(nèi)首套輕烴芳構化裝置，規(guī)模為10萬噸/年。之后，我國芳構化裝置開始如雨后春筍般紛紛上馬或投產(chǎn)。

●加油站出售由C4組分生產(chǎn)的烷基化高標號汽油。攝影/本刊記者 楊春雁

由于原料成本高企等問題，我國芳構化利潤直線下降甚至處于虧損的地步。2012年下半年開始，國內(nèi)芳構化企業(yè)因出油率低、產(chǎn)能過剩、利潤微薄等開始舉步維艱，部分企業(yè)開始紛紛停車，部分企業(yè)開始向其他深加工裝置轉變。2012年11月消費稅政策的出臺，對于處于風口浪尖上的芳構化企業(yè)來說無疑雪上加霜，國內(nèi)芳構化企業(yè)停車者繼續(xù)增多。2011年，山東芳構開工率均值尚在60%左右，2012年已下降至50%左右，而進入2013年開工率均值已不足40%。

芳構化從2006-2008年的初露鋒芒，到2009-2010年的鼎盛時期，再到如今的遭遇瓶頸，經(jīng)歷了近五年的發(fā)展蛻變。在不斷的總結經(jīng)驗及探索創(chuàng)新中，芳構化給地練乃至燃氣市場開辟了一條新的道路。然而依靠單一原料發(fā)展起來的產(chǎn)業(yè)模式的先天不足，業(yè)已決定了后期發(fā)展道路的坎坷。隨著芳構化企業(yè)的落末，芳構化深加工企業(yè)開始考慮后期發(fā)展道路，部分工廠開始向其他深加工裝置轉型。

異軍突起 多元發(fā)展

由于國內(nèi)齊聚技術以往的空白導致間齊聚產(chǎn)物不曾被利用，隨著C4組分的不斷被開發(fā)利用，加之霧霾天氣，汽油標號升級的等趨勢下，烷基化汽油作為理想調(diào)油原料開始備受關注。烷基化汽油具有高辛烷值、低硫含量、出油率高，經(jīng)濟效益好等優(yōu)勢，成為高標號汽油的首選原料，繼芳構化、異構化之后開始迅速占據(jù)國內(nèi)深加工市場，尤其得以煉廠人士的青睞。據(jù)了解，芳構和烷基化都是以醚后C4做原料，芳構化裝置的汽油出率僅30%左右，而烷基化汽油的出率可達到70%~80%。盡管烷基化汽油價格較芳構化汽油價格要高100~200元/噸，但烷基化出率要高于芳構化近一倍，對煉廠而言具有較強的吸引力。因此，國內(nèi)煉廠大多開始轉產(chǎn)投產(chǎn)烷基化裝置。據(jù)統(tǒng)計，截至2013年底，僅山東地區(qū)就有200萬噸左右烷基化裝置即將上馬，到2014年底，國內(nèi)烷基化裝置年產(chǎn)能將達到800萬噸以上。隨著異構化、烷基化企業(yè)的不斷擴大，C4深加工開始擺脫單一化，朝向多元化發(fā)展。

C4是烷烴、單烯烴和二烯烴的總稱。其生產(chǎn)方式有兩種，一種是催化裂化，一種是蒸汽裂解。乙烯裂解制C4總烯烴含量較高，約為90.4，其中丁二烯和異丁烯含量居高，烷烴含量很低，因含有較多丁二烯，應首先萃取蒸餾分離丁二烯。而催化裂化生產(chǎn)的C4總烯烴含量略低，約為56左右，丁烷(尤其是異丁烷)含量高，烯烴以丁烯-2和異丁烯為主，不含丁二烯(或者含量甚微)，其中丁烯質(zhì)量分數(shù)為50%左右，故可不經(jīng)萃取分離丁二烯而直接使用。

綜合利用 前景可觀

合理利用C4進行深加工的優(yōu)勢在于：一是原料來源廣泛，價格相對便宜。二是深加工后的產(chǎn)品如烷基化汽油、芳構化汽油，產(chǎn)品附加值較高，成為調(diào)和汽油辛烷值原料。三是深加工后的C4幾乎不含烯烴，大大提高了其品質(zhì)，既可以做裂解裝置原料，又可以作為車用燃料。

在芳構化落后產(chǎn)能將逐漸被淘汰的背景下，開發(fā)C4具有前途的利用途徑成為需要考慮的問題。據(jù)統(tǒng)計，目前C4深加工具有發(fā)展前景的幾條路徑如下。

高清潔汽油調(diào)和組分（異辛烷、異辛烯）。滿足更高要求國ⅴ標準，高清潔汽油辛烷值不足的調(diào)和需求。

下游化工產(chǎn)品。正丁烯氧化脫氫制丁二烯、醋酸仲丁酯、甲乙酮、丁酮等。

目前國內(nèi)現(xiàn)有的生產(chǎn)裝置大多采用乙烯裂解C4餾分抽提工藝，但原料基本被中石化、中石油兩大石油公司所壟斷，造成了丁二烯供應的短缺。面對主流工藝的原料供應短缺，不少合成橡膠民營及外資合資企業(yè)只能尋求其他生產(chǎn)工藝來獲得丁二烯，從而刺激了正丁烯脫氫制丁二烯工藝的復蘇。近期我國丁二烯的供應短缺，使得企業(yè)上馬丁二烯的愿望強烈。據(jù)了解，此前在豐厚利潤的刺激下，我國合成橡膠裝置建設迅速，生產(chǎn)能力不斷提高，而丁二烯作為合成橡膠的主要原料需求也隨之擴大。

受乙烯原料不斷輕質(zhì)化、國內(nèi)合成橡膠產(chǎn)能快速增長等因素的影響，近年國內(nèi)丁二烯供應短缺，價格大幅攀升。在此背景下，丁二烯擴能迅速，沉寂了20年的正丁烯氧化脫氫制丁二烯工藝再度走進行業(yè)視野，多個項目已建成或在建設，還有多家企業(yè)計劃上馬該項目。目前，正丁烯氧化脫氫制丁二烯裝置已有38萬噸，2013-2014年將有40萬噸以上產(chǎn)能陸續(xù)上馬。

面對如火如荼的投資熱潮，業(yè)內(nèi)專家指出，與主流的乙烯裂解抽提法生產(chǎn)丁二烯項目相比，現(xiàn)有的正丁烯脫氫制丁二烯還存在生產(chǎn)成本較高、工藝不穩(wěn)定等問題，大面積上馬存在隱患，而且新建裝置的不斷上馬，原料正丁烯存在供應不足的風險，價格或將跟隨水漲船高，進一步壓縮正丁烯脫氫制丁二烯的生存空間，建議企業(yè)慎重建設。

醋酸仲丁酯：擺脫老式技術束縛，利用液化氣烯烴組分和甲醇在催化劑發(fā)生反應，最終生成醋酸仲丁酯及清潔液化氣的生產(chǎn)技術。目前國內(nèi)醋酸仲丁酯產(chǎn)能在66萬噸/年，截至2013年年底仍將有20萬噸/年裝置即將上馬。

●C4深加工后的丁二烯是生產(chǎn)多種合成橡膠的基本原料，用途十分廣泛。 供圖/CFP

甲乙酮：利用正丁烯水合法將丁烯水合制仲丁醇，仲丁醇催化脫氫是國內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)甲乙酮廣泛采用的工藝路線。目前國內(nèi)甲乙酮裝置年產(chǎn)能在42.7萬噸/年，后期仍有23萬噸/年裝置即將投產(chǎn)及建成。

隨著C4組分應用的不斷壯大，C4深加工亦逐步朝著多元化進展，后續(xù)對C4的需求量亦將逐步增加。近幾年由于天然氣工業(yè)的發(fā)展較快，混合C4作為傳統(tǒng)民用液化氣的用量將逐漸減少，深加工產(chǎn)品逐步深入人心。由于高辛烷值汽油調(diào)和原料的需求在不斷增長，在相當長的時間里，高價值的燃料利用仍是混合C4應用的最主要途徑。目前階段，由于原料、產(chǎn)品要求不同，各工序技術水平不同，應用C4組分的單一工藝很難取得最佳經(jīng)濟效益，所以對混合C4下游產(chǎn)品的市場應進行全面分析，不要盲目追求化工利用率，應避免“一窩蜂”式上馬“最賺錢”的產(chǎn)品。