在2012C4/C5/C9/C10分離技術及資源綜合利用論壇舉行期間，企業(yè)老總和科研院所的專家就碳四資源綜合利用問題進行了探討。
“請發(fā)言者盡量縮短時間，好讓更多的人談談自己的看法。”這是發(fā)生在記者上月底參加的一次專業(yè)論壇上的情景——每位發(fā)言人說起碳四資源綜合利用都是滔滔不絕，論壇主持人只能不斷提醒他們注意發(fā)言時間。“請大家盡快回到座位，論壇將進入下一個話題。”而每次短暫的休息間隙，各企業(yè)人士和專家都抓緊時間聚在一起，就碳四資源利用的市場和技術問題進行交流，主持人不得不一次次把他們“硬拉”回到論壇的流程中來。
近兩年來，關于碳四資源綜合利用的會議不少，但在上月底召開的2012C4/C5/C9/C10分離技術及資源綜合利用論壇上，記者還是感受到了200多位與會者的熱情。似乎所有企業(yè)都躍躍欲試，準備拿著錢在這個領域大干一場。是什么讓這些企業(yè)有了投資欲望？碳四資源是否真的迎來了綜合利用的時代？
碳四資源不斷增長，拿到手卻并不容易
碳四，是指含4個碳原子的多種烷烴、烯烴和二烯烴的混合物，其主要來源為石油煉制、蒸汽裂解制乙烯、甲醇制烯烴（MTO）工藝的副產(chǎn)，以及天然氣和油田氣回收。近兩年，我國碳四總量正隨著煉油、乙烯產(chǎn)能和MTO工藝的發(fā)展而增長。
據(jù)介紹，2011年，我國原油一次加工能力為5.4億噸/年，同比增加5.2%。其中，富含碳四的液化石油氣產(chǎn)量達到2181.1萬噸，比上年增長6.3%。
裂解碳四的產(chǎn)量為乙烯產(chǎn)量的40%～50%。到2011年底，我國乙烯年產(chǎn)能已由2005年的785.9萬噸猛增至1569.5萬噸；乙烯產(chǎn)量為1554萬噸，增長9.4%。預計到2015年，我國乙烯產(chǎn)能將達到2700萬噸。
同時，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國將在3年內(nèi)開工建設（含已投產(chǎn)和正在試車）的煤制烯烴項目有20多個，各地規(guī)劃的煤制烯烴總產(chǎn)能已超過2000萬噸/年。為此，副產(chǎn)的碳四資源也將會有較大增量。
據(jù)中國石化科技開發(fā)部高級工程師袁霞光推算，目前國內(nèi)煉廠碳四總量每年超過600萬噸，裂解碳四總量接近500萬噸，正在發(fā)展初期的MTO產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)的碳四總量也將超過100萬噸。
碳四資源的不斷增長，無疑成為很多企業(yè)計劃投資該領域的基礎。尤其是碳四資源作為燃料利用的路徑正在變窄，更是給了這些企業(yè)機會。
“在我國，大部分碳四都作為民用或工業(yè)燃料使用，化工利用率相對較低。但隨著農(nóng)村沼氣、城鎮(zhèn)天然氣和家用電器的發(fā)展，碳四燃料需求量越來越小，這正好給了碳四化工利用的機會。”山東海成石化工程設計有限公司總經(jīng)理王春生介紹說，自2004年西氣東輸管線正式開通以來，全國已有多個省市開始使用天然氣，一些地方出現(xiàn)液化氣滯銷的局面。這就使得原來用作燃料的碳四餾分有一部分被天然氣替代，為碳四資源的有效利用創(chuàng)造了條件。
“二甲醚產(chǎn)能在近幾年得到釋放，摻入液化氣之后，后者的價格難以大幅度上揚，也使得液化氣作為燃料銷售的利潤并不可觀。”中國石油大學（北京）新能源研究院教授周紅軍表示，“而且，近幾年有大量LNG進口，從高端市場對液化氣產(chǎn)生擠壓。二甲醚和LNG的雙向擠壓，使得液化氣用作民用燃料的效益越來越不被看好，尋找碳四新的高價值利用途徑成為現(xiàn)實問題。”
宏源證券公司高級分析師柴沁虎還指出，國家對頁巖氣開采的重視，也為碳四資源的燃料利用帶來挑戰(zhàn)。“液化氣往農(nóng)村市場走，在短期內(nèi)有市場。但從長期看，隨著全球頁巖氣技術的逐漸成熟，液化氣作為燃料利用的范圍只會越來越窄。”
如此明顯的資源優(yōu)勢，自然不會逃過眾多企業(yè)的眼睛。但正是因為這個顯而易見的優(yōu)勢，也讓資源成為碳四綜合利用的關鍵。正如王春生和周紅軍所擔心的，碳四的綜合利用能給很多民營企業(yè)帶來利潤，但前提是能拿到資源。裂解碳四在一些乙烯生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)得到利用，很難再流通到其他企業(yè)；中石化、中石油有大量的煉化碳四，但一般企業(yè)也不一定能拿到。“地方煉廠由于煉油規(guī)模小，副產(chǎn)的碳四資源量也相對較少。碳四綜合利用要達到一定規(guī)模才能產(chǎn)生效益。所以建議企業(yè)想辦法把同一個區(qū)域內(nèi)的碳四資源集中起來聯(lián)合利用。”王春生如是說。
山東齊隆化工股份有限公司技術經(jīng)理張興連向記者講述了他們公司的親身經(jīng)歷：“2007年前后，我們就想搞碳四綜合利用，但經(jīng)過多方論證之后還是放棄了，原因就是資源不確定。大乙烯項目的副產(chǎn)基本自己都吃干榨盡了，只剩煉化副產(chǎn)。山東的地煉企業(yè)雖多，但煉化副產(chǎn)資源的綜合利用在近幾年受到持續(xù)關注，這造成了碳四資源的相對緊張。”
久泰能源（準格爾）有限公司目前正在籌劃甲醇制烯烴的項目，計劃2014年年底投產(chǎn)。項目副產(chǎn)的碳四如何利用也是該公司正在考慮的問題。該公司項目管理部工程師鄭向祝告訴記者：“雖然還沒有最終確定碳四利用的工藝路線，但根據(jù)我們60萬噸/年甲醇制烯烴的裝置規(guī)模推算，每年副產(chǎn)的碳四大約為10萬噸。要想形成規(guī)模效益，碳四資源還稍微差一點兒。”
下游市場前景廣闊，扎堆發(fā)展?jié)u存隱患
根據(jù)碳四的組分特點，通過化工利用可以生產(chǎn)不少產(chǎn)品，如甲乙酮、丁二烯、丙烯、甲基丙烯酸甲酯（MMA）等。而在這眾多產(chǎn)品工藝路線中，最讓企業(yè)看好的當屬碳四制丁二烯。
據(jù)中國石油規(guī)劃總院高級工程師邊鋼月介紹，裂解碳四中含有近50%的丁二烯，可采用溶劑抽提法對其進行分離利用。也可以將碳四組分中的丁烷或丁烯脫氫制丁二烯，這是其他國家普遍采用的工藝。
“企業(yè)都愿意采用這條工藝，正是看中了丁二烯的下游市場。丁二烯是生產(chǎn)合成橡膠的主要原料，大量用于生產(chǎn)順丁橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠和丁腈橡膠。此外，丁二烯還可生產(chǎn)ABS、SBS等樹脂。2011年，國內(nèi)丁二烯（抽提）總產(chǎn)能達到243萬噸，但仍供不應求。隨著國內(nèi)合成橡膠產(chǎn)能的不斷增長，未來幾年丁二烯需求仍將增加。”袁霞光表示。
據(jù)了解，2011年國內(nèi)主要合成橡膠總產(chǎn)量達到266萬噸，同比增長10%。其中，國產(chǎn)丁苯橡膠的市場占有率達到85%，丁二烯橡膠達到78%，丁腈橡膠為56%，相比前幾年都有明顯提升。這幾類橡膠產(chǎn)量的增長，帶動丁二烯供應由松變緊，價格也持續(xù)高位運行。
作為格雷斯中國有限公司的采購經(jīng)理，楊一星向記者介紹的情況也證實了丁二烯的緊俏。“丁二烯是我們公司生產(chǎn)線的主要原材料，現(xiàn)在全球拿貨都很難。而且如果全球經(jīng)濟進一步復蘇，丁二烯價格還會上漲。”楊一星說，“我來參加這個論壇，就是看好碳四資源制丁二烯的方向，希望這個工藝路線能在國內(nèi)盡快發(fā)展起來。”
而根據(jù)合成橡膠工業(yè)在“十二五”期間的發(fā)展規(guī)劃，丁二烯資源將變得更加緊俏。中國合成橡膠工業(yè)協(xié)會副秘書長周文榮算了筆賬：當前收集到的資料顯示, 2011年國內(nèi)有超過300萬噸/年的合成橡膠裝置能力正在建設和計劃建設中，如果這些裝置都建成，國內(nèi)主要合成橡膠的生產(chǎn)能力預計將從2010年的282萬噸上升到2015年的600萬噸左右。屆時國內(nèi)丁二烯的需求量將達到374萬噸，加上ABS和丁苯膠乳所需要的丁二烯，全國丁二烯需求總量為439萬噸。目前我國丁二烯資源基本來自以石油腦為基本原料的乙烯裝置聯(lián)產(chǎn)。據(jù)有關部門分析，2015年國內(nèi)以石腦油為基本原料的乙烯裝置能力可能達2100萬噸，按丁二烯產(chǎn)率為乙烯產(chǎn)量的13%～14%估算，2015年可能獲得的丁二烯總資源量為284萬～294萬噸。這與439萬噸的需求量差了一大截。
如此大的市場空缺，讓眾多企業(yè)都看到了碳四制丁二烯的前景，久泰能源公司還只是其中之一。“石腦油裂解制乙烯，能夠副產(chǎn)40%左右的丁二烯。但當前石腦油價格高，乙烯價格低，一些企業(yè)都開始選擇乙烷脫氫制乙烯工藝，這就造成了丁二烯市場緊張。因此，我們公司偏向于用甲醇制烯烴裝置副產(chǎn)的碳四來制丁二烯。隨著合成橡膠工業(yè)的發(fā)展，丁二烯的價格預計還會上漲，這條工藝應該會有不錯的經(jīng)濟效益。”鄭向祝十分肯定地說。
然而，面對企業(yè)的熱情，一些專家則更為冷靜。他們認為，不能因丁二烯市場好，就一窩蜂地全涌到該領域發(fā)展，而應根據(jù)企業(yè)自身的特點，走差異化發(fā)展之路。
“找我們合作利用碳四制丁二烯的企業(yè)很多，尤其是山東的企業(yè)，但我不建議都做。我認為，企業(yè)應該嘗試一下其他的碳四利用路線，不能將雞蛋都放在同一個籃子里，不然會有風險。”王春生說。
惠生工程（中國）有限公司工藝設計高級工程師衣秀玉也向記者表達了她的觀點：“任何市場都有飽和的可能，所以企業(yè)投資碳四利用工藝路線，應該要長遠考慮、全面考慮，不能只顧眼前利益。丁二烯目前是很火，但建一套裝置要兩三年，可能兩三年后這個產(chǎn)品又火過了。而且，企業(yè)綜合利用碳四資源，可以往高端產(chǎn)品上考慮。因為隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的提高，高端產(chǎn)品的需求量必然會逐漸增多。”
袁霞光建議，企業(yè)可以走碳四制丙烯路線，因為丙烯可以發(fā)展丙烯腈、環(huán)氧丙烷、丙烯酸、水溶涂料等。而且近5年間，我國丙烯的需求增長率為6%左右，已超過乙烯的需求增長率，預計未來5年也是如此。
利用技術層出不窮，工業(yè)化的還是太少
上游有資源，下游有市場。對企業(yè)來說，投身碳四綜合利用最關鍵的就剩技術了。近兩年，國內(nèi)外碳四利用技術層出不窮，給了企業(yè)不小的信心。
據(jù)介紹，美國UOP公司和魯姆斯公司的碳四綜合利用技術已經(jīng)走在了世界前列。而且UOP公司開發(fā)的OCP烯烴裂解工藝具有一定的優(yōu)越性，能與多種工藝裝置組合應用，目前已應用在惠生工程公司的MTO裝置上。
由于碳四綜合利用市場的需要，近幾年國內(nèi)一些研發(fā)機構(gòu)和企業(yè)在此技術領域也取得了突破。“為了提高碳四的綜合利用效率，我們成功開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的萃取精餾分離碳四工藝技術，申請了3項中國發(fā)明專利，并以每年10萬～50萬噸規(guī)模的碳四分離工藝軟件包的形式將其轉(zhuǎn)讓給了國內(nèi)19家大型石化企業(yè)，取得了不錯的經(jīng)濟效益。”煙臺大學教授任萬忠說。
王春生還介紹說，早在2006年，海成石化公司和大連理工大學、山東齊旺達公司一起開發(fā)的10萬噸/年碳四芳構(gòu)化制“三苯”工業(yè)化試驗裝置就一次開車成功，自此奠定了碳四綜合利用的基礎。近幾年，海成石化又和大連理工大學、齊魯研究院、清華大學、美國UOP公司等單位合作建設開發(fā)了混合碳四異丁烯疊合、醚后碳四緩和芳構(gòu)化制汽油、醚后碳四裂解制丙烯、混合碳四烷烴重整制丙烷、碳四制裂解原料等18項技術，建成了60多套裝置。
然而，記者在采訪中了解到，很多專家都認為，能夠研發(fā)出碳四綜合利用的各種技術確實是突破，但能否實現(xiàn)工業(yè)化、取得經(jīng)濟效益才是關鍵。
就拿企業(yè)熱衷的碳四制丁二烯工藝來說，王春生認為，該工藝流程長、投資高、能耗高、收率低，風險較大。
“上世紀80年代，碳四組分中的丁烯氧化制丁二烯技術就由齊魯研究院組織開發(fā)出來了。但因成本太高，這項技術至今也沒有實現(xiàn)工業(yè)化。該技術最大的問題就是廢水量大，每產(chǎn)出1噸丁二烯要排放近30噸廢水。如今環(huán)保要求很高，這部分的處理成本很難降下來。今年5月，淄博齊翔騰達化工股份有限公司的10萬噸/年丁二烯項目將建成投產(chǎn)，采用的就是這個技術。我們也將進一步跟蹤觀察，再作打算。”雖然偏向碳四制丁二烯工藝，但鄭向祝的分析還是頗具理性。
碳四制丙烯工藝也是如此。據(jù)了解，國內(nèi)有七八家企業(yè)都上過碳四制丙烯裝置，但大部分都因轉(zhuǎn)化率等問題停掉了。而且，即便是UOP公司的先進技術，也只是處于半工業(yè)化階段，完全工業(yè)化還要等到2013年。
“現(xiàn)在企業(yè)對碳四綜合利用新技術都特別敏感，哪里有點兒新動向就想追著用。但我認為，企業(yè)在碳四綜合利用領域投資時還是應該采用成熟度高、已工業(yè)化的技術。因為我們很多企業(yè)的規(guī)模都不大，一旦嘗試失敗，或許會危及整個企業(yè)的發(fā)展。”任萬忠如此建議。
