丁前川　徐茂

摘 要：工業(yè)用裂解C5是蒸汽裂解制乙烯裝置的副產(chǎn)物，一般約為乙烯產(chǎn)量的10%-20%，受蒸汽裂解原料不同，收率不同。工業(yè)用裂解C5主要用于生產(chǎn)C5石油樹脂;分離提取環(huán)戊二烯、間戊二烯、異戊二烯;調(diào)和汽油和作為化工生產(chǎn)的原料。C5下游產(chǎn)品應(yīng)用于橡膠、黏合劑、印刷油墨、高檔涂料、交通路標(biāo)漆、熱熔膠行業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)藥等行業(yè)。

關(guān)鍵詞：裂解C5;分離;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

1 工業(yè)用裂解C5供應(yīng)

1.1 2014～2018年工業(yè)用裂解C5產(chǎn)能產(chǎn)量表觀消費(fèi)量

2014～2018年國內(nèi)裂解C5產(chǎn)量先減后增，年均復(fù)合增長率在-0.84%。同期國內(nèi)裂解C5表觀消費(fèi)量先減后增，年復(fù)合增長率-0.7%。2014～2018年國內(nèi)裂解C5持續(xù)供不應(yīng)求，部分下游企業(yè)因原料短缺而停產(chǎn)，使得表觀消費(fèi)量下降。隨著2016年中國開始進(jìn)口國外C5，其后伴隨著產(chǎn)量提升，以及進(jìn)口量的增加，2016-2018年表觀消費(fèi)量上升。

1.2 2019～2021年中國裂解C5供應(yīng)變化

2019～2021年國內(nèi)新增乙烯產(chǎn)能1665萬t，其中石腦油裂解產(chǎn)能1260萬t，占到新增產(chǎn)能的75.7%。新增石腦油裂解裝置帶來的裂解C5產(chǎn)能增量在132.8萬t。但因2019年天津石化20萬t/a的石腦油裂解裝置永久性停車，因此至2021年國內(nèi)裂解C5產(chǎn)能預(yù)計增加130.2萬t。預(yù)計2021年，新投產(chǎn)的乙烯項目產(chǎn)出的裂解C5產(chǎn)量在91.5萬t左右，裂解C5總產(chǎn)量預(yù)計增加106.9萬t。

1.3 中國裂解C5產(chǎn)量地區(qū)分布

從供應(yīng)量上來看，2018年我國裂解C5供應(yīng)量最大的區(qū)域在華東，占比28.3%，因華東當(dāng)?shù)厮挟a(chǎn)量完全投入市場，而華南地區(qū)目前中海油殼牌一期產(chǎn)出的裂解C5未投入市場。至2021年供應(yīng)量最大的區(qū)域預(yù)計依舊是華東地區(qū)，占比35.8%。雖然至2021年中海油殼牌一期產(chǎn)出的裂解C5將流入市場，但華東地區(qū)浙江石化兩期項目投產(chǎn)，將大大增加當(dāng)?shù)毓?yīng)。同時受華東、華北、東北等地市場供應(yīng)增加影響，華中、華北市場份額將下降。

2 C5餾分綜合利用現(xiàn)狀

2.1 裂解碳五中的主要成分

2.1.1 裂解C5餾分主要來源

裂解C5餾分主要是來自于石腦油或其他重質(zhì)裂解原料蒸汽裂解制乙烯的副產(chǎn)物，一般占乙烯產(chǎn)量的10%左右，受裂解原料影響C5餾分成分出現(xiàn)相應(yīng)變化，因富含異戊二烯、間戊二烯、環(huán)戊二烯等二烯烴組分而備受矚目。自1982年上海石化組織開展碳五綜合利用聯(lián)合攻關(guān)以來，30多年來我國在裂解C5餾分綜合利用方面取得了長足的發(fā)展。

2.1.2 裂解C5餾分組成

裂解C5組成非常復(fù)雜，有30多種沸點(diǎn)相近的組分，其中含有鏈烷烴、鏈烯烴、環(huán)烷烴、環(huán)烯烴、二烯烴、炔烴、烯炔烴以及它們的碳架異構(gòu)體、雙鍵和三鍵異構(gòu)體、順反異構(gòu)體等多種組分，且彼此間容易形成二元或三元共沸物，因此如果要將C5餾分中的各單組分單獨(dú)分離難度很大;裂解C5餾分主要由二烯烴組成，其中異戊二烯、環(huán)戊二烯（雙環(huán)戊二烯）和間戊二烯的含量約占混合C5餾分總量的一半以上，這三種雙烯烴組分也是C5資源利用的重點(diǎn)。

2.2 裂解C5餾分分離加工主要方法

對于裂解C5餾分，使用不同餾分工藝，可得到不同純度的C5餾分產(chǎn)品，相對于其他國家，我國未掌握碳五分離技術(shù)之前，一直將副產(chǎn)的C5餾分作為燃料直接使用，后來在原國家計劃委員會高度重視和大力支持下，我國才開始重視裂解C5資源的開發(fā)利用。對裂解C5各餾分分離加工方法主要有三種：全組分分離、部分分離和直接利用;全組分分離是從碳五餾分中分離出異戊二烯、間戊二烯、雙環(huán)戊二烯和單組分;部分分離是從碳五餾分中僅分離出異戊二烯、間戊二烯、雙環(huán)戊二烯和單烯烴中的部分產(chǎn)品;直接利用則是加氫飽和作為乙烯裂解原料使用，或者作為調(diào)節(jié)汽油的一種組分。

2.3 異戊二烯利用現(xiàn)狀和利用現(xiàn)狀

異戊二烯的主要用途是在橡膠和精細(xì)化工行業(yè)，在橡膠應(yīng)用方面異戊二烯是合成橡膠的重要單體，主要用在合成異戊橡膠、苯乙烯--異戊二烯--苯乙烯（SIS）嵌段共聚物和丁基橡膠等行業(yè)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2018年國內(nèi)工業(yè)用異戊二烯產(chǎn)能約33萬t/a，產(chǎn)量約18萬t/a;其中異戊橡膠行業(yè)消耗異戊二烯約4.4萬t，約占異戊二烯產(chǎn)量24.5%;苯乙烯--異戊二烯--苯乙烯（SIS）嵌段共聚物行業(yè)消耗異戊二烯約9.5萬t，約占異戊二烯產(chǎn)量52.8%;丁基橡膠行業(yè)消耗異戊二烯約0.66萬t，約占異戊二烯產(chǎn)量的0.11%，以上三各橡膠行業(yè)對異戊二烯的消耗量占據(jù)了異戊二烯年產(chǎn)量的77.4%。精細(xì)化工行業(yè)異戊二烯的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩方面：一是甲基庚烯酮、維生素E、芳樟醇最終合成芳樟酯等香精香料、等;二是經(jīng)異戊烯醇合成高效低毒農(nóng)藥除蟲菊酯類殺蟲劑的中間體賁亭酸酯。精細(xì)化工行業(yè)對異戊二烯使用量所占比例較少，2018年精細(xì)化工行業(yè)異戊二烯的消耗量約3.14萬t，只占異戊二烯產(chǎn)量的0.04%。

2.4 間戊二烯主要用途

間戊二烯當(dāng)前主要應(yīng)用于生產(chǎn)C5石油樹脂和固化劑甲基氫化苯酐（包括甲基四氫苯酐和甲基六氫苯酐）;除此以外還可生產(chǎn)：間戊二烯濃縮物樹脂，特定的高含量單烯烴改性的間戊二烯濃縮物樹脂、芳香族改性的間戊二烯濃縮物樹脂，萜烯改性間戊二烯樹脂，芳香族和萜烯改性間戊二烯樹脂等等;碳五石油樹脂具有酸值低、混溶性好、耐水、耐乙醇和耐化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)，同時還具備調(diào)節(jié)黏性、熱穩(wěn)定性好，廣泛應(yīng)用于橡膠和黏合劑的增黏劑、涂料、路標(biāo)漆、油墨、造紙等行業(yè)。間戊二烯還可以生產(chǎn)甲基氫化苯酐，甲基氫化苯酐中的甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐是性能優(yōu)良的液態(tài)有機(jī)酸酐類環(huán)氧樹脂固化劑;氫化酸酐類固化劑配合低黏度環(huán)氧樹脂，可形成黏度低、有良好浸漬性、使用周期長和具備良好綜合機(jī)電性能的固化物，是電子、電機(jī)工業(yè)及變壓器澆筑產(chǎn)品等行業(yè)首選的原材料。

2.5 環(huán)戊二烯/雙環(huán)戊二烯用途

因環(huán)戊二烯（CPD）本身的活潑性以及工藝制取上的特點(diǎn)，工業(yè)上一般先將環(huán)戊二烯二聚成雙環(huán)戊二烯（DCPD），然后再經(jīng)過解聚或再二聚得到各種純度的環(huán)戊二烯或雙環(huán)戊二烯，根據(jù)其純度可將雙環(huán)戊二烯分為聚合級（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%）、乙丙橡膠（EPDM）級（95%≤質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤99%）、聚酯級（80%≤質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤85%）、低純度級（68%≤質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤80%）。不飽和樹脂是種應(yīng)用比較廣泛的熱固性樹脂，一般是由二元酸和二元醇縮聚反應(yīng)產(chǎn)生，具有酯鍵和不飽和雙鍵的線型高分子化合物，按功能用途一方面可作為基體材料，通過玻璃纖維增強(qiáng)制作復(fù)合材料，用于風(fēng)電能源、軌道交通、綠色建筑、輕量化工程、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域;另一方面可以和無機(jī)填料混合做成非增強(qiáng)材料，用于人造石、涂料、澆鑄工藝品等領(lǐng)域。

3 工業(yè)用裂解C5供需趨勢預(yù)測

2019～2021年中國煉化一體化項目集中投產(chǎn)，至2021年預(yù)計國內(nèi)裂解C5產(chǎn)能增加130.2萬t。雖然C5深加工領(lǐng)域僅有一套45萬t/a C5分離及配套樹脂裝置投產(chǎn)，但預(yù)期新型煉化一體化項目配套C5分離及樹脂裝置為大概率事件。因此預(yù)計C5分離新增產(chǎn)能將有89萬t。由于終端SIS、石油樹脂、UPR、DCPD加氫樹脂等預(yù)計國內(nèi)需求增量有限，裂解C5及其深加工產(chǎn)品一系列產(chǎn)品均面臨過剩，而隨著一系列新項目投產(chǎn)，供給結(jié)構(gòu)改革將在C5行業(yè)進(jìn)一步加深，現(xiàn)有的落后產(chǎn)能存在被淘汰的風(fēng)險。

4 結(jié)語

裂解C5近幾年將迎來爆發(fā)式增長。首先打破近幾年供應(yīng)不足的現(xiàn)狀，之后將逐漸出現(xiàn)過?，F(xiàn)象。而從目前國內(nèi)C5深加工情況來看，上下游合作穩(wěn)固，原料多數(shù)實(shí)現(xiàn)管輸。而管輸原料帶來的成本優(yōu)勢也將在未來競爭中逐漸凸顯競爭優(yōu)勢。反之，隨著終端競爭加劇，裂解C5及其下游或?qū)⒊霈F(xiàn)淘汰落后產(chǎn)能的過程，局部地區(qū)缺乏競爭力下游企業(yè)存在被淘汰危機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

[1]閻炳會.C4/C5催化裂解C2/C3導(dǎo)向生成反應(yīng)路徑的研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2019.

[2]魏曉麗，龔劍洪，王迪.焦化汽油催化裂解反應(yīng)特性探析[J].石油煉制與化工，2018，49（07）：1-6.