

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。
碳四的来源
01、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。
02、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-丁烯与乙烯进行烯烃转换,生产丙烯。
03、MTO装置
副产混合碳四占烃类产物的占比较少,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。
油气田以及页岩气湿气NGL
传统的油气开采中,会有油田伴生气,其中会含有碳四组分,但多数是烷烃。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,烷烃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。
碳四下游应用
01、芳构化
低分子烃类通过芳构化反应转化为含有苯、甲苯及二甲苯的混合芳烃。然后通过一系列的分离,最终产出符合标准的混合芳烃、轻芳烃及重芳烃,同时副产低烯烃的液化气及少量的干气。在成品油紧缺的时候,地方炼厂上了很多芳构化产能,主要用于调油用途,但现在的经济性已经明显下降。
02、丁二烯
碳四中最大宗的产品之一,主要用于合成橡胶(丁苯、顺丁、丁腈等)、ABS、丁苯胶乳、弹性体(SBS、SEBS等)、己二腈、噻吩、四氢苯酐等用途。丁二烯较难存储,通常在压力情况下存储,或低温下存储防止自聚。丁二烯的船及槽车可以与LPG船和车通用,但需要的压力等级、氧含量等要求更为苛刻。
03、异丁烯
因为混合碳四中异丁烯与丁烯通常会共同存在,通过物理方法较难分离,一般是通过甲醇醚化,将其中的异丁烯与甲醇反应生成MTBE。MTBE可以用于汽油调和,或再裂解生成高纯度异丁烯。高纯度异丁烯是生产丁基橡胶的原料,也可以异丁烯合成MMA、聚异丁烯、抗氧化剂等产品。近年来通过异丁烷脱氢生产异丁烯的装置也逐渐增多。
04、1-丁烯及2-丁烯
二者之间可以通过异构转换。1-丁烯可以作为LLDPE的共聚单体,合成聚1-丁烯等;2-丁烯用于生产甲乙酮、醋酸仲丁酯等。丁烯通过氧化脱氢(不是直接脱氢)生产丁二烯,但是原料的物耗能耗较高,相对于碳四抽提的成本高。
05、丁烷
分正丁烷和异丁烷,正丁烷除燃烧用途外,可以用于裂解乙烯原料,合成顺酐等;正丁烷合成顺酐会与纯苯为原料的路线竞争。异丁烷作为裂解乙烯的收率不佳,可以通过异构成正丁烷,但需要一定的规模体量进行异构才有经济性。异丁烷可以与丁烯合成异辛烷用于烷基化汽油,也可以脱氢生产异丁烯。
