江畹蘭 編譯

(華南理工大學(xué)材料學(xué)院, 廣東 廣州 510641)

全球丁基與鹵化丁基橡膠的生產(chǎn)及需求狀況

江畹蘭 編譯

(華南理工大學(xué)材料學(xué)院, 廣東 廣州 510641)

綜述了近年來全世界丁基與鹵化丁基橡膠生產(chǎn)及需求現(xiàn)狀。

丁基橡膠；鹵化丁基橡膠；生產(chǎn)及需求狀況

丁基橡膠及其鹵化改性品種（氯化丁基橡膠和溴化丁基橡膠），由于其獨(dú)特的性能而成為當(dāng)今合成橡膠市場(chǎng)上需求量最多的膠種，其需求增長(zhǎng)速率高于其它任何合成橡膠。

丁基橡膠可用于生產(chǎn)汽車輪胎內(nèi)胎、硫化設(shè)備的耐熱部件、蒸氣膠管、耐熱輸送帶、高低壓電纜絕緣件、化工裝備襯里、屋頂卷材、醫(yī)用橡膠制品及其它橡膠工業(yè)制品。

氯化丁基及溴化丁基橡膠用于制造汽車無內(nèi)胎輪胎的內(nèi)膠層、子午胎的耐大氣老化胎側(cè)、汽車耐熱輪胎內(nèi)胎、膠粘劑、密封膠和各種橡膠工業(yè)制品。

生產(chǎn)汽車輪胎及橡膠工業(yè)制品，大約消耗了86%的丁基橡膠和鹵化丁基橡膠，包括鹵化丁基橡膠在內(nèi)的丁基橡膠總的需求結(jié)構(gòu)示于圖1。

丁基橡膠的商業(yè)化生產(chǎn)始于1943年，氯化丁基橡膠的生產(chǎn)則始于1961年（美國(guó)），而溴化丁基橡膠則于1971年在加拿大開始生產(chǎn)。目前，世界上有8個(gè)國(guó)家生產(chǎn)丁基橡膠。它們分別是美國(guó)、加拿大、英國(guó)、法國(guó)、比利時(shí)、日本、俄羅斯及中國(guó)。根據(jù)國(guó)際橡膠研究組織（Intermational Rubber Study Group）公布的數(shù)據(jù)，2011年全球丁基橡膠的生產(chǎn)能力約為1.2億t/年[1]。

丁基橡膠及鹵化丁基橡膠生產(chǎn)通常在同一個(gè)企業(yè)里，因而提到丁基橡膠的生產(chǎn)能力，即已包含了鹵化丁基橡膠。文中論及丁基橡膠的生產(chǎn)能力及需求時(shí)，也包括了鹵化丁基橡膠。鹵化丁基橡膠占丁基橡膠生產(chǎn)份額的60%，且溴化丁基橡膠的發(fā)展快于氯化丁基橡膠。這是因?yàn)殇寤』鹉z的硫化速率較快，與天然橡膠、丁苯橡膠及異戊二烯橡膠的硫化速率相當(dāng)，因而溴化丁基橡膠可與這些橡膠并用。

圖1 2010年全球丁基橡膠需求量的結(jié)構(gòu)

表1 全球丁基橡膠與鹵化丁基橡膠的生產(chǎn)能力

表1列出了全球丁基橡膠的現(xiàn)行生產(chǎn)能力、計(jì)劃生產(chǎn)能力及在用的生產(chǎn)裝置的分布情況。丁基橡膠的最大生產(chǎn)能力集中在北美地區(qū)，占世界產(chǎn)量的39%；其次是東歐—占24%；其它則是在亞洲（日本及中國(guó)）—23%和俄羅斯—14%[1]。

圖2及圖3分別示出了2011年及2015年丁基橡膠及鹵化丁基橡膠的產(chǎn)能結(jié)構(gòu)。

到2015年，由于中國(guó)、新加坡、印度、俄羅斯等國(guó)正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)的工廠將投入生產(chǎn)，全世界丁基橡膠產(chǎn)能可達(dá)1.875億t/a。分布區(qū)域結(jié)構(gòu)也將發(fā)生較大的變化：北美及西歐國(guó)家的份額分別降為25%及17%，而亞洲/大洋洲則升至40%，并且還將出現(xiàn)新的區(qū)域份額，即中東區(qū)將占世界份額的5%。

圖2 2011年丁基橡膠產(chǎn)能的區(qū)域分布結(jié)構(gòu)

圖3 2015年丁基橡膠產(chǎn)能的區(qū)域分布結(jié)構(gòu)

目前，丁基橡膠及鹵化丁基橡膠的主要生產(chǎn)企業(yè)為：ЕxxonMobil Chemial Co.（美國(guó)）、Lanxess AG（德國(guó)）、Japan Butyl Co., Ltd（Еxxon Mobil Chemical Yugen Kaisha/ Japan Synthetic Rubber Co. Ltd 50/50）（日本）、OAO“Нижнeкaмcкнeфтexим”及OOO“Toльяттикayчyк”（俄羅斯）、北京燕山石化集團(tuán)公司及浙江新型合成材料有限公司（中國(guó)）等。

圖4及圖5分別示出了2011年前后按生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能分布情況。目前ЕxxonMobil及Lanxess公司生產(chǎn)的丁基橡膠和鹵化丁基橡膠占世界產(chǎn)能的70%。

圖4 2011年丁基橡膠產(chǎn)能分布結(jié)構(gòu)圖

圖5 2015年丁基橡膠產(chǎn)能分布結(jié)構(gòu)圖

ЕxxonMobil化學(xué)公司是世界上丁基橡膠和鹵化丁基橡膠生產(chǎn)的領(lǐng)頭羊。它在美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)及日本均設(shè)有公司，產(chǎn)能占世界總量的47%。該公司在加工丁基橡膠及鹵化丁基橡膠方面有長(zhǎng)達(dá)70年左右的時(shí)間，且仍在不斷完善生產(chǎn)工藝，從而不斷推出新產(chǎn)品。

表2中列舉了各公司生產(chǎn)的丁基橡膠及鹵化丁基橡膠的技術(shù)特征。由表2中的數(shù)據(jù)可以看出，ЕxxonMobil公司生產(chǎn)多種商品牌號(hào)為ЕxxonTM的丁基橡膠及鹵化丁基橡膠、異丁烯與對(duì)-甲基苯乙烯的溴化共聚物ЕxxproTM及其基于ЕxxproTMDVA的動(dòng)態(tài)硫化共混物（共聚物+尼龍）。

ЕxxproTMDVA的生產(chǎn)是該公司多年來潛心研究的成果，ЕxxproTMDVA膠料用于生產(chǎn)轎車及乘用車的無內(nèi)胎內(nèi)層，重量可減輕0.5 kg，降低了滾動(dòng)阻力，即減少了油耗。

表2 不同公司生產(chǎn)的丁基橡膠和鹵化丁基橡膠主要牌號(hào)的技術(shù)特性

（表未完）

ЕxxonMobil公司在2008年下半年通過改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備和添加新裝置，增加了60%溴化丁基橡膠ЕxxproTMBromobutyl的產(chǎn)量。

2007 年，ЕxxonMobil公司對(duì)其在法國(guó)的丁基橡膠生產(chǎn)工廠進(jìn)行了改造。經(jīng)過兩年的試驗(yàn)，應(yīng)用專利中的工藝生產(chǎn)丁基橡膠，使用了新型催化體系（AlCl3+2-氯-2,4,4-三甲基戊烷），后者通過降低聚合物基質(zhì)的黏度，增大了反應(yīng)釜中的熱傳導(dǎo)系數(shù)，聚合物在懸浮液中的含量由25%提高到32.5%（質(zhì)量份），聚合釜工作時(shí)間縮短了50%。這表明，新工藝可在很少資本投資的條件下提高該裝備的生產(chǎn)效率。根據(jù)ЕxxonMobil公司專家的意見，若在該公司所有工廠都采用新工藝，則相當(dāng)于在全球范圍內(nèi)新建了一座工廠。

該公司還在其它企業(yè)推廣了該新工藝，如2010年10月在日本的工廠建起了98千t/a生產(chǎn)能力的裝置。

ЕxxonMobil公司還在中東地區(qū)擴(kuò)大其影響，它與Saudi Basic Industryes Corp（SABIC）商定了在沙特阿拉伯建設(shè)彈性體生產(chǎn)企業(yè)。設(shè)計(jì)中包括了生產(chǎn)橡膠及熱塑性彈性體，生產(chǎn)能力為400千t/a，其中丁基橡膠100千t/a，計(jì)劃供應(yīng)其國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。2011年5月，SABIC與ЕxxonMobil公司、美國(guó)Jacobs Еngineering Inc及日本Mitsui Еngineering & Shipbuilding公司簽訂了丁基橡膠生產(chǎn)的前期加工文件。

ЕxxonMobil公司繼續(xù)保持其在丁基橡膠生產(chǎn)工藝中倡新者的地位。從2001年起，該公司獲得了用氟烴化物作懸浮聚合烯釋劑專利，同時(shí)還有異丁烯與異戊二烯的共聚物，異丁烯與對(duì)-烷基苯基及其它共聚物的新型反應(yīng)體系。該新工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是在保持生產(chǎn)能力不變的情況下，減少粒子附聚及反應(yīng)釜堵塞現(xiàn)象，制得高分子量聚合物，沒有長(zhǎng)鏈枝化，從而改善了聚合物的流變性能，用氟烴化物生產(chǎn)丁基橡膠的工藝在俄羅斯和很多其他國(guó)家都申請(qǐng)了專利。該工藝目前尚處于試驗(yàn)-工業(yè)化試生產(chǎn)階段[1]。

第二大丁基橡膠及鹵化丁基橡膠生產(chǎn)者為德國(guó)的Lanxess AG公司。該公司在加拿大及比利時(shí)設(shè)有分公司，總產(chǎn)能為285千t/a——占世界產(chǎn)能的26%。鹵化丁基橡膠占丁基橡膠生產(chǎn)總量88%。不久前Lanxess向市場(chǎng)推出了新型已交聯(lián)（用二乙烯苯）丁基橡膠，其中異戊二烯含量高達(dá)4.1%moL。該種橡膠的冷流性比一般丁基橡膠小，可用作未結(jié)構(gòu)化的丁基橡膠的添加劑，以提高其挺性及改善橡膠半成品的外觀。

除擴(kuò)大現(xiàn)行的生產(chǎn)規(guī)模以外，Lanxess AG還投資了400億歐元在新加坡建設(shè)生產(chǎn)能力100千t/a的丁基橡膠廠，該工廠將采用節(jié)能工藝生產(chǎn)高含量（8%）異戊二烯的丁基橡膠。

Lanxess公司將把10%～15%設(shè)計(jì)成本用于工廠環(huán)保設(shè)施。工廠計(jì)劃在2013年一季度投產(chǎn)（亦稱在2014年）。鹵化丁基橡膠與丁基橡膠之比將與ATP的市場(chǎng)行情有關(guān)。目前Lanxess有半數(shù)以上的產(chǎn)品出口該地區(qū)，在新加坡建廠則使該公司的生產(chǎn)業(yè)務(wù)更加強(qiáng)化。

Lanxess在2012年6月底曾宣布其在比利時(shí)的工廠擴(kuò)建（150千t/a）計(jì)劃已提前完成，該工廠具有二套先進(jìn)的生產(chǎn)丁基橡膠的裝置。

俄羅斯丁基橡膠的總產(chǎn)能為168千t/a（占世界總產(chǎn)量14%）“Нижнeкaмcк-нeфтexим”計(jì)劃至2012年生產(chǎn)200千t/a，其中100千t/a為鹵化丁基橡膠[7]。OOO“Toльяттикayчyк”計(jì)劃到2013年將丁基橡膠的生產(chǎn)能力提高到5千t/a。該企業(yè)是世界上唯一使用溶解工藝生產(chǎn)丁基橡膠的工廠。

目前中國(guó)有兩家生產(chǎn)丁基橡膠的企業(yè)，總產(chǎn)量為95千t/a。

北京燕山石化集團(tuán)公司在1999年末建成年產(chǎn)30千t/a的丁基橡膠工廠，使用的是意大利Pressindustria公司的技術(shù)。為了解決工廠投產(chǎn)后的技術(shù)和工藝問題，該公司與高等院校和科研單位通力合作，在短期內(nèi)建立了一套新型和完善的工藝。聚合釜的工作周期延長(zhǎng)了150%；聚合物在懸浮液中的濃度高達(dá)24%；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，降低了能耗和節(jié)約了原材料。設(shè)備生產(chǎn)能力可提高到45千 t/a。該公司生產(chǎn)三種牌號(hào)的丁基橡膠（通用和專用的）。計(jì)劃生產(chǎn)丁基/鹵化丁基橡膠135千t/a（45千t/a丁基橡膠及90千t/a鹵化丁基橡膠）。

2008年6 月在浙江省成立的浙江三威（譯音）新型合成材料有限公司投資585億美元組成了北京三威工藝技術(shù)公司。投資143.4億美元用于建設(shè)年產(chǎn)50千t/a的丁基橡膠生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)裝置采用三威公司的技術(shù)。該廠于2010年10月投產(chǎn)，商品牌號(hào)為三威IIR532。該公司已進(jìn)入設(shè)計(jì)的第二階段—鹵化丁基橡膠生產(chǎn)階段，氯化和溴化丁基橡膠的產(chǎn)能為72千t/a。

在中國(guó)，丁基橡膠的需求與供應(yīng)之間存在著差異。中國(guó)國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)規(guī)模只能供應(yīng)95千t/a；其他只能靠進(jìn)口來補(bǔ)充。例如，2007年進(jìn)口了214千t，2008年進(jìn)口了189千t，2010年進(jìn)口量達(dá)280千t。

在全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)開始前，ЕxxonMobil公司及Lanxess公司以75 000元一噸的價(jià)格賣給中國(guó)，而中國(guó)自己生產(chǎn)的丁基橡膠的價(jià)格為57 000元/t。

由于丁基橡膠的高利潤(rùn)，許多中國(guó)的石化公司都力圖建立自己的丁基橡膠及鹵化丁基橡膠生產(chǎn)裝置。但只有盤錦化學(xué)公司與俄羅斯“Яpcинтeз”公司簽訂了丁基橡膠與鹵化丁基橡膠產(chǎn)能合同（100千t/a）。投資額3億元。建廠分兩個(gè)階段進(jìn)行：第一步60千t/a丁基橡膠及20千t/a鹵化丁基橡膠，隨后丁基橡膠的生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大至100千t/a。第一階段投資2.1億元，包括將丁烷變成丁烯的脫氫裝置（135千t/a）及異丁烯（60千t/ a）生產(chǎn)裝置。該公司已開始建設(shè)丁基橡膠生產(chǎn)裝置，并計(jì)劃在2013～2014年投產(chǎn)。

丁基橡膠及鹵化丁基橡膠的世界需求量取決于輪胎及橡膠工業(yè)制品的發(fā)展趨勢(shì)，約86%丁基橡膠/鹵化丁基橡膠用于此領(lǐng)域（見圖1）。

丁基橡膠的國(guó)際市場(chǎng)目前方興未艾，根據(jù)國(guó)際橡膠研究組織的預(yù)測(cè)，2009～2015年間全世界對(duì)丁基橡膠的年需求量將增加3.2%；而鹵化丁基橡膠將增加3.5%～4%/a。2011年，丁基橡膠需求量已超過1億t。對(duì)丁基橡膠的需求量增加30～40千t/a。為滿足這一需要，必須每二～三年增加一個(gè)年產(chǎn)100千t的丁基橡膠生產(chǎn)工廠。

根據(jù)Lanxess公司專家的預(yù)測(cè)，全球?qū)Χ』鹉z的這種需求態(tài)勢(shì)將保持15年以上。但這種需求在各個(gè)地區(qū)是不均衡的。北美市場(chǎng)需求將年減1%；拉丁美洲市場(chǎng)則年增5.1%。高于世界丁基橡膠平均需求量且高速增長(zhǎng)的國(guó)家是：中國(guó)（包括臺(tái)灣、香港），6.9%/年；印度8.7%/年，韓國(guó)5%/年。

中歐及東歐各國(guó)對(duì)丁基橡膠的需求也將增加。由于外資的加入，這些國(guó)家紛紛建立了合資企業(yè)生產(chǎn)無內(nèi)胎輪胎，故需要丁基橡膠。

俄羅斯丁基橡膠生產(chǎn)廠家的目標(biāo)是出口95%自產(chǎn)產(chǎn)品，其內(nèi)需則為9～10千t/a（2010年為10.4千t/a，2011年為9.8千t/a）。估計(jì)不會(huì)有更多的需求量。

由于汽車工業(yè)迅速發(fā)展，世界上最大的輪胎生產(chǎn)廠家，如固特異（美國(guó)）、米其林（法國(guó)）、普利司通（日本）、韓泰、Kumho（韓國(guó)）等先后將本國(guó)的生產(chǎn)基地遷移至中國(guó)、印度、馬來西亞、泰國(guó)、新加坡等國(guó)。這些大企業(yè)都為爭(zhēng)奪亞洲市場(chǎng)而殘酷競(jìng)爭(zhēng)，特別是在中國(guó)。亞洲的汽車工業(yè)已經(jīng)占據(jù)了半數(shù)的丁基橡膠、鹵化丁基橡膠橡膠市場(chǎng)。因此，完全可以相信，預(yù)計(jì)到2015年世界丁基橡膠生產(chǎn)規(guī)模將超過600千t/a，還有可能再增加150～250千t/a。由印度Reliance Industries公司與俄羅斯OAO“CИБУP”公司簽署的，在印度生產(chǎn)丁基橡膠的合資企業(yè)可以證明這一點(diǎn)。此外，在中國(guó)和韓國(guó)也可能新建丁基橡膠和鹵化丁基橡膠生產(chǎn)企業(yè)。

Нльин В М, Резова А К. состоние производетва и потреБления бутил-игало-бутилкаунгков в мире[J].каучук и резина, 2012(4):33.

[責(zé)任編輯：張啟躍]

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1671-8232(2014)09-0049-07

2014-01-13

江畹蘭（1934 — ），女，湖北省仙桃市人。1960年畢業(yè)于前蘇聯(lián)莫斯科羅蒙諾索夫精細(xì)化工學(xué)院?，F(xiàn)任華南理工大學(xué)教授，從事聚合物結(jié)構(gòu)與變化的研究。