中国1-丁烯产业变革（一）：我们是否低估了1-丁烯的价值？

据平头哥了解到，2020年中国作为商品量外发的1-丁烯资源量再创新高。据不完全统计，2020年1-丁烯商品量约在15万吨左右，较2018年增长1万吨左右，2020年外放量占到1-丁烯总商品量的21%，较2018年20%增长一个百分点。

图1：中国1-丁烯商品量变化

在2017年之前，中国1-丁烯集中在中石化、中石油等主营企业手中，基本以自用为主。而经过了数年之后，中国1-丁烯开始了疯狂的外销，其中包括作为商品量销售的资源部分，还包括了主营企业内部的资源调拨。

不管怎样，中国1-丁烯作为基础原料商品，化工产业格局的转变导致商品量的增长，给1-丁烯产业格局带来了巨大的转变。

是什么对1-丁烯产业格局带来的巨大的影响？

未来中国1-丁烯又将走出怎样的变化？

本文开始，平头哥将用几篇系列报道，带大家全方位认识1-丁烯产业格局现状，予以找到1-丁烯产业变化带来的化工发展趋势。

第一篇，主要对1-丁烯的生产、应用情况进行基础分析。

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中国1-丁烯基本情况介绍

1-丁烯是一种化学性质较活泼的α-烯烃的其中一种，既是重要的化工原料，可以作为LLDPE的共聚单体和聚1-丁烯的聚合单体，还是异辛烯、丁二烯、丁酮等化工产品的重要原料。1-丁烯常温、常压下为无色、可燃气体，能够溶于水，在高浓度下可作为麻醉剂使用。

图2：中国1-丁烯物理性质表

1-丁烯目前执行SHT 1546-2009国家标准，其中分为优级品和一级品，其中纯度分别为99.3%和99%。该标准在2009年进行修改，主要对纯度及杂质含量进行了修正，并且在2010年6月开始实施，目前中国工业化1-丁烯产品按照此标准执行。

图 3：中国SHT 1546-2009 工业用1-丁烯

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中国1-丁烯来源及工艺分析

随着中国化工产业的不断发展，特别是石油化工和煤化工产业的发展，副产的C4组分供应不断增长，C4产品的深度加工利用是重要的考虑方向，也是目前炼油型企业转型化工生产的重要方向，从而带动了中国1-丁烯产业的快速发展。并且，随着1-丁烯产业的增长，又从侧面驱动了中国1-丁烯产业下游的蓬勃发展，特别是以LLDPE的共聚单体的应用，很大程度上加大了中国聚乙烯树脂多样化的生产。

目前，中国1-丁烯的生产路线主要有以下两条，分别是以乙烯为原料的二聚工艺，和以C4馏分为原料的抽提或分离工艺，其中C4馏分的抽提工艺分为炼油型C4抽提和煤制高烯烃C4的抽提。目前国内1-丁烯主要采取C4分离的工艺生产，根据馏程不同，同时副产含2-丁烯、正丁烷及异丁烷等产品。虽然部分企业配备乙烯二聚生产装置，但乙烯价格相对较高，装置经济性欠佳，实际开工情况并不乐观。

随着中国化工技术的不断研究和进步，中国1-丁烯产业也在不断优化和完善，产品质量和经济效益也得到了大幅提高。特别是，中国煤化工产业自2014年快速发展，在很大程度上提升了中国煤制高烯烃C4的供应能力，为中国1-丁烯的进一步生产提供了更加便利的条件。

图 4：中国1-丁烯产业链流程图

中国对1-丁烯的研究始于90年代，在聚乙烯产业发展带动下，中国研究机构开始了对1-丁烯的生产研究，并且很快便掌握了核心生产技术。经过了多年的发展，目前中国1-丁烯的工业化生产主要分为C4分离和乙烯二聚法，因乙烯价格较高，乙烯二聚经济性欠佳，造成目前主要以C4分离法为主。但是，由于全球C4分离工艺多样，分离技术间也存在细微差异。

目前中国1-丁烯生产工艺的提供方较多，在2015年之前，多以烟台大学和齐鲁研究院的精馏提取工艺为主。而随着技术的进度，提取工艺提供方出现了快速增长，如UOP、北京化工研究院、海洋大学和兰州研究院等，均有相关1-丁烯的生产工艺。

目前中国可作为生产1-丁烯原料的C4，主要包括混合C4、醚后C4、抽余C4、煤制高烯烃C4。在2016年之前，行业内多以炼油化工及乙烯化工生产的C4原料为主，而随着煤化工产业的发展，中国煤制高烯烃C4资源供应增长，为以煤化工生产的高烯烃C4为原料的1-丁烯分离提供了便利的条件，也加速了中国煤化工1-丁烯生产的步伐。

图5：中国混合C4至1-丁烯产业链流程图

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1-丁烯的应用情况介绍

中国1-丁烯下游可以用于LLDPE、HDPE的共聚单体、聚合生产聚1-丁烯、仲丁醇和丁酮、戊醛及衍生物和高级增塑剂醇。根据下游规模来看，LLDPE和HDPE市场规模占比最大，其次是聚1-丁烯等产品。

（1）共聚单体

图 6：中国1-丁烯共聚生产PE的产业链流程图

据了解，LLDPE和HDPE用1-丁烯作为共聚单体，可以提高聚合物的抗冲击性、抗撕裂强度和使用寿命等。由于中国共聚单体供应问题，高碳α-烯烃技术性难题，所以多数LLDPE和HDPE不得不采用1-丁烯作为共聚单体使用，而多数发达国家已经采用1-己烯和1-辛烯来替代1-丁烯作为共聚单体。

国内部分厂家采用LyondellBasell公司的Hostalen ACP工艺，使用戊醛作为LLDPE共聚单体，如茂名石化等，产品质量效果较为理想，但由于整体工艺技术原因，以及市场需求的不匹配性，导致国内应用有限，目前多数厂家以1-丁烯作为共聚单体。1-丁烯作为LLDPE的共聚单体时，含量约在8%-10%不等，用于HDPE共聚单体时，含量约在1%-2%不等。据相关文献资料记载，全球用1-丁烯作为共聚单体的比例已经降至30%以内，并且呈现逐年下降的趋势，高碳α-烯烃替代1-丁烯作为共聚单体的比例在逐年提升，但是中国目前仍以1-丁烯为共聚单体，并且占比较大。

（2）聚1-丁烯树脂

图 7：中国1-丁烯生产聚1-丁烯产业链流程图

聚1-丁烯是由1-丁烯聚合而成，是一种热塑性树脂，为半透明、无色、无臭固体，分子结构规整，其耐化学性、耐老化性和电绝缘性均与聚丙烯相近。它的突出优点是抗蠕变性、耐环境应力开裂和抗冲击性能优于聚乙烯，因此最主要的用途是作管材，如供水管、热水管、工业用管和建筑物用管等。在薄膜、包装方面的应用正日益扩展。

国外对聚1-丁烯的研究较多，目前已有很多国家生产出高全同结构、高结晶度的聚1-丁烯塑料产品，其生产工艺和催化体系与合成聚丙烯(PP)相似。国内对聚1-丁烯的研究单位主要有青岛化工学院和中山大学，从环保和未来住宅建筑用水趋势而言，使用聚1-丁烯管是大势所趋。

（3）仲丁醇-丁酮

图 8：中国1-丁烯生产丁酮产业链流程图

丁酮不仅是重要的精细化工原料和中间体，还是一种性能优良的有机溶剂，广泛应用于涂料、炼油、染料、医药工业、润滑油脱蜡、磁带、印刷油墨等领域。丁酮的生产方法主要有一步法和两步法。一步法为1-丁烯在催化剂溶液中直接与氧反应生成丁酮。两步法为1-丁烯先水合生成仲丁醇，然后脱氢再生成丁酮。目前世界上丁酮生产主要采用两步法生产。由于丁酮生产工艺相对成熟，所以在此不做过多解释。

（4）戊醛及衍生物

图 9：中国1-丁烯生产戊醛产业链流程图

戊醛是1-丁烯通过氢甲酰化反应合成，广泛用于生产香料、异癸醇等化工中间体。目前国内除少量戊醛来源于天然原料、杂醇油副产的分离精制外，大部分产品依赖进口。戊醛经加氢生成的正戊醇和氧化生成的正戊酸用于医药、农药中间体、溶剂、涂料及润滑油添加剂等领域。因此，采用1-丁烯氢甲酰化制戊醛具有巨大的市场前景和发展潜力。

（5）高级增塑剂醇

图 10：中国1-丁烯生产异壬醇产业链流程图

1-丁烯二聚、三聚或四聚是烯烃齐聚反应的一个主要分支，其主要产物为异辛烯、异十二烯和异十六烯等产品。以异辛烯和异十二烯为原料，利用氢甲酰化及醛加氢反应，可制备出高级增塑剂的原料——异壬醇和异十三醇。

同时1-丁烯直接通过氢甲酰化反应合成正戊醛，再经缩合及加氢反应得到异癸醇，它是生产高级增塑剂的主要原料。目前中国增塑剂的原料醇品种只有丁醇、己醇及辛醇等分子量较小的低碳醇，其产品的耐高温性、耐老化性较差，且挥发性较高，易从PVC表面析出，在环境中累积，危害人类健康。而对于耐高温类型的异壬醇酯(DINP)、异癸醇酯(DPHP)及异构十三醇酯(DTDP)类产品国内生产规模不大，主要依靠进口。

DINP、DPHP、DTDP与邻苯二甲酸二辛酯(DOP)相比，具有挥发性低、耐热性和耐肥皂水萃取性好、迁移性小等优点，广泛应用于汽车工业、电缆工业及新型防水建材等特殊的应用领域，是一种具有发展前景的产品。目前美国、西欧、日本等发达国家的增塑剂主要以DINP和DPHP为主。相比之下中国增塑剂产品差距很大，其主要原因是生产DINP、DTDP和DPHP原料醇短缺。