2010-2012年碳五行業(yè)市場(chǎng)研究與競(jìng)爭(zhēng)力分析報(bào)告

-2012年碳五行業(yè)市場(chǎng)研究與競(jìng)爭(zhēng)力分析報(bào)告第一章全球碳五行業(yè)發(fā)展分析第一節(jié)國(guó)際碳五行業(yè)發(fā)展軌跡綜述一、國(guó)際碳五行業(yè)發(fā)展歷程國(guó)外裂解C5餾分的開(kāi)發(fā)利用始于20世紀(jì)40年代，目前，美國(guó)裂解C5餾分的綜合利用率已經(jīng)達(dá)到80%左右，日本達(dá)到50%以上，而且分離裝置的規(guī)模大，技術(shù)先進(jìn)，其下游產(chǎn)品在這兩個(gè)國(guó)家也基本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。這兩個(gè)國(guó)家是C5綜合利用最好的國(guó)家。日本在開(kāi)發(fā)C5系列精細(xì)化學(xué)品方面更為顯著，1985年建成4.5萬(wàn)噸/年乙丙橡膠裝置，1988年建成2萬(wàn)噸/年SIS生產(chǎn)裝置。美國(guó)主要生產(chǎn)異戊橡膠、石油樹(shù)脂、不飽和聚酯樹(shù)脂、乙丙橡膠，少數(shù)用于生產(chǎn)除草劑、阻燃劑的精細(xì)化學(xué)品。圖表SEQ圖表\*ARABIC1：裂解C5餾分的主要衍生產(chǎn)品碳五是石化和煉油行業(yè)的副液。分別產(chǎn)自乙烯工程，煉油廠和天然氣凈化過(guò)程。三種不同來(lái)源的碳五副液的組份完全不同，如來(lái)自乙烯工程的裂解碳五副液含有不飽和的單烯烴、雙烯烴和飽和的烷烴，其中組份共有70余種；來(lái)自煉油廠的煉廠碳五副液含有單烯烴和烷烴，其中組份約30種；來(lái)自天然氣凈化過(guò)程的天然碳五副液的組份有近10種。圖表SEQ圖表\*ARABIC2：典型裂解C5餾分組成乙烯副產(chǎn)裂解碳五可得到多種高附加值化工產(chǎn)品，如異戊二烯、環(huán)戊二烯、間戊二烯、異戊烯、1-戊烯、2-丁炔、3-甲基-1-丁烯、環(huán)戊烷、環(huán)戊烯、異戊烷、正戊烷等；其中異戊二烯、環(huán)戊二烯（雙環(huán)戊二烯）和間戊二烯這3種雙烯烴含量約占一半左右。碳五烴類(lèi)中含有三種雙烯烴類(lèi)：環(huán)戊二烯15~17%，異戊二烯15%~20%，間戊二烯10-20%，近年來(lái)，碳五餾分的利用已由初期的混合利用轉(zhuǎn)向分離單組分的利用，同時(shí)向制備精細(xì)化工產(chǎn)品方向發(fā)展。三種雙烯烴類(lèi)的主要用途有：（1）環(huán)戊二烯（CPD）：能進(jìn)行聚合、氫化、鹵化、加成、縮合和還原等反應(yīng)，用途廣泛。環(huán)戊二烯的活性高，已成為有機(jī)合成工業(yè)的重要原料。主要用途有：①生產(chǎn)多種橡膠，如順式聚環(huán)戊烯橡膠和乙丙橡膠等，尤其是降冰片烯橡膠可用于減震防震領(lǐng)域中；②合成石油樹(shù)脂，產(chǎn)品性能良好，可用作干性油、增粘劑、固化劑、增塑劑、防腐劑、油墨或其他高分子摻合改性。也可制備硫化水泥，用于建筑和鋪路。環(huán)戊二烯聚合產(chǎn)物有雙環(huán)、三環(huán)、四環(huán)和五環(huán)結(jié)構(gòu)，其中以雙環(huán)戊二烯（DCPD）用途最大。由雙環(huán)戊二烯與乙烯、丙烯共聚得到的三元乙丙橡膠，具有很好的耐候、耐老化、耐酸、耐熱、耐化學(xué)品等性能，廣泛用于汽車(chē)零部件和工業(yè)品配件。目前，工業(yè)化乙丙橡膠第三單體主要有雙環(huán)戊二烯、乙叉降冰片烯、1,4-已二烯。其中，乙叉降冰片烯以硫化速度快、收率高、二次反應(yīng)少而應(yīng)用最廣。乙叉降冰片烯可由雙環(huán)戊二烯與1,3-丁二烯反應(yīng)，再經(jīng)異構(gòu)化而制得。此外，雙環(huán)戊二烯與環(huán)戊二烯共聚，可得到機(jī)械強(qiáng)度高、能與天然膠媲美的通用橡膠。此產(chǎn)品目前已在美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)進(jìn)入工業(yè)化研制階段。雙環(huán)戊二烯經(jīng)熱聚可制得用于涂料、壓敏膠粘劑、熱熔型膠粘劑、印刷油墨等領(lǐng)域的石油樹(shù)脂；由雙環(huán)戊二烯制備的金剛烷類(lèi)藥物是治療A型流感的特效藥；由雙環(huán)戊二烯加氫制得的四氫化雙環(huán)戊二烯及其衍生物可用作高能賽車(chē)、導(dǎo)彈的高性能、高密度、高熱值燃料；在雙環(huán)戊二烯中加入催化劑和活化劑，可制成具有優(yōu)異機(jī)械性能，形狀復(fù)雜的RIM制品；雙環(huán)戊二烯與多種醇反應(yīng)，可生成一系列醚或酯類(lèi)產(chǎn)品，合成氣味優(yōu)雅的香料；在羰基鈷或氧化銠催化劑作用下，雙環(huán)戊二烯與一氧化碳進(jìn)行羰基反應(yīng)生成二醛，再進(jìn)一步加氫合成多元醇，可用作增塑劑；雙環(huán)戊二烯還可以與金屬元素（如鐵、鎳、鈷等）結(jié)合形成比較穩(wěn)定的金屬有機(jī)物，如二茂鐵，不僅可在燃料中使用，節(jié)能消煙，而且還可以用作紫外線吸收劑、合成氨的催化劑、耐磨材料的促進(jìn)劑等。除此之外，雙環(huán)戊二烯還可用于桐油、亞麻仁油、大豆油、魚(yú)油等的改性，以加速其干燥，提高耐水、耐堿性能。雙環(huán)戊二烯另一潛在需求是不飽和聚酯樹(shù)脂，它能替代苯酐生產(chǎn)各種牌號(hào)的聚酯樹(shù)脂。環(huán)戊二烯的鹵化反應(yīng)及其衍生物是合成藥物的原料，如殺蟲(chóng)劑氯丹、七氯等。其他農(nóng)藥如硫丹，易分解，殘毒較小。制造除草劑能在土壤中分解。由四氫雙環(huán)戊二烯重排可制備金剛烷類(lèi)藥物，是治療A型流感特效藥。美國(guó)雙環(huán)戊二烯的主要用途是：石油樹(shù)脂占50%，不飽和聚酯樹(shù)脂占27%，乙丙橡膠彈性體占13%，其他（合成阻燃劑、農(nóng)用化學(xué)品）占10%。圖表SEQ圖表\*ARABIC3：全球雙環(huán)戊二烯生產(chǎn)商及生產(chǎn)能力（千噸/年）圖表SEQ圖表\*ARABIC4：主要國(guó)家或地區(qū)雙環(huán)戊二烯下游衍生物市場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖表SEQ圖表\*ARABIC5：雙環(huán)戊二烯的用途（2）異戊二烯（IP）：主要用途有：①合成高分子化合物系列，包括異戊橡膠、丁基橡膠、負(fù)型光刻膠原膠、IP與苯乙烯嵌段共聚體等；②合成萜烯類(lèi)化合物，制取新激素、維生素E、化妝品角鯊?fù)椤⑾懔系?；③生產(chǎn)二氯菊酸乙酯高效、低毒農(nóng)藥殺蟲(chóng)劑。圖表SEQ圖表\*ARABIC6：全球異戊二烯生產(chǎn)商及生產(chǎn)能力（千噸/年）圖表SEQ圖表\*ARABIC7：主要國(guó)家或地區(qū)異戊二烯下游衍生物市場(chǎng)結(jié)構(gòu)（3）間戊二烯：在萃取精餾異戊二烯過(guò)程中同時(shí)得到間戊二烯。間戊二烯的消耗主要集中在?？松梨凇ercules和日本瑞翁等公司,用于生產(chǎn)脂肪族石油樹(shù)脂,少量用于生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品。全球每年的消耗量超過(guò)15萬(wàn)噸,其中北美占64%,西歐占12%,東亞占24%。常用作合成橡膠、塑料、尼龍、萜烯類(lèi)樹(shù)脂和精細(xì)化工原料。高純度間戊二烯可制備高級(jí)石油樹(shù)脂，用作粘結(jié)劑、涂料、環(huán)氧樹(shù)脂固化劑、順酐、馬路標(biāo)漆等。二、國(guó)際碳五行業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題碳五餾分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%，通常含有4～6個(gè)碳原子的烷烴、烯烴、雙烯烴等二、三十種組分。其中含量較多的為異戊二烯(IP)、環(huán)戊二烯(CDP)和間戊二烯(PIP)，其含量分別在22%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)、16%、16%左右波動(dòng)，三者約占碳五餾分的40%～55%。這些雙烯烴由于具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)活潑，可合成許多重要的高附加值產(chǎn)品，是化工利用的寶貴資源。隨著乙烯工業(yè)的快速發(fā)展和對(duì)合成橡膠及合成樹(shù)脂的需求增大，裂解碳五餾分作為一種重要的化工原料，其分離利用已經(jīng)日益受到世界各國(guó)的普遍重視。目前，國(guó)內(nèi)外碳五分離工藝主要包括以分離IP為主的全分離工藝和以分離CPD為主的簡(jiǎn)單分離工藝。全分離工藝一般采用溶劑萃取精餾方法來(lái)分離IP、PIP和CPD等，工業(yè)上常用的溶劑有乙腈(ACN)、二甲基甲酰胺(DMF)、N一甲基吡咯烷酮(NMP)等。簡(jiǎn)單分離工藝一般采用熱二聚法分離出雙環(huán)戊二烯(DCDP)。三、國(guó)際碳五行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)隨著乙烯工業(yè)的發(fā)展,作為乙烯副產(chǎn)物的裂解碳五餾分的利用已愈來(lái)愈引起人們的重視。綜合國(guó)內(nèi)外碳五餾分分離和利用的發(fā)展趨勢(shì),當(dāng)今碳五烯烴的化工利用已由初期的混合利用轉(zhuǎn)向單組分利用,利用重點(diǎn)集中于碳五餾分中的IP、間戊二烯和CPD,而單烯烴和烷烴的利用也得到重視。因此開(kāi)發(fā)更加有效分離裂解碳五餾分的技術(shù)路線仍是今后合理利用碳五餾分的重點(diǎn)。碳五餾分分離工藝主要包括以分離IP為主的全分離工藝和以分離CPD為主的簡(jiǎn)單分離工藝。當(dāng)前碳五全餾分分離工藝的主要方法仍集中于萃取精餾,使用的溶劑主要有ACN,DMF,NMP,3種溶劑抽提法都已成功工業(yè)化。無(wú)論是在分離流程方面,還是在能耗、物耗等方面,各種溶劑抽提法都有技術(shù)進(jìn)步的空間。通過(guò)采取熱量集成、過(guò)程耦合、流程優(yōu)化等方法可將現(xiàn)有工藝進(jìn)一步改善。同時(shí),開(kāi)發(fā)新型萃取劑、引入催化加氫除炔技術(shù)和采取化學(xué)吸收等方法也是碳五餾分分離技術(shù)今后發(fā)展的新方向。第二節(jié)世界碳五行業(yè)市場(chǎng)情況一、2010年世界碳五產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀碳五是一種寶貴的資源，可以通過(guò)它生產(chǎn)一系列高附加值的化工產(chǎn)品，世界各國(guó)普遍關(guān)注碳五的開(kāi)發(fā)利用。環(huán)戊二烯和雙環(huán)戊二烯可從乙烯裝置碳五餾分中分離出來(lái)，是碳五利用的重要內(nèi)容。日本是碳五綜合利用最好的國(guó)家，特別是在開(kāi)發(fā)碳五系列精細(xì)化學(xué)品方面更為顯著。將碳五餾分的80%～85%用于分離異戊二烯，然后再將其用于生產(chǎn)合成橡膠和香料、化妝品、藥品、殺蟲(chóng)劑等。還將碳五餾分分離后用于生產(chǎn)石油樹(shù)脂、制造路標(biāo)漆、熱熔膠、印刷油墨和橡膠增黏劑等。其中瑞翁公司是碳五綜合利用的典型代表，其碳五利用率達(dá)80%以上，是世界上碳五利用率最高的企業(yè)。美國(guó)碳五分離利用率達(dá)到了70%。從裂解碳五中首先分離出環(huán)戊二烯和間戊二烯，用來(lái)生產(chǎn)各種石油樹(shù)脂，現(xiàn)有石油樹(shù)脂的年總生產(chǎn)能力達(dá)17萬(wàn)噸。二、2010年國(guó)際碳五產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)C5餾分主要是石化企業(yè)石油烴類(lèi)高溫裂解制乙烯過(guò)程的副產(chǎn)品，一般可以粗分為兩大類(lèi):一類(lèi)是活性組分，主要包括異戊二烯(ISP)、環(huán)戊二烯(CPD)(通常以二聚體環(huán)戊二烯(DCPD)的形式存在)、間戊二烯(PIP)和異戊烯、1-戊烯;另一類(lèi)是非活性組分，主要有正戊烷、異戊烷和環(huán)戊烷。其中雙烯烴(ISP、CPD或DCPD、PIP)由于特殊的分子結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)活潑，是最具有利用價(jià)值的重要的化工原料，這些有用的化工原料占到C5餾分的40%～50%，利用這些原料可以生產(chǎn)異戊橡膠、特種橡膠、石油樹(shù)脂、SIS彈性體、農(nóng)藥、香料、固化劑、阻燃劑、節(jié)能消煙劑、速效滅菌劑、醫(yī)藥等多種高附加值的石油化工和精細(xì)化工產(chǎn)品，可產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和良好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，一些專(zhuān)家明確指出“C5烴及其衍生物——全球性商機(jī)”，而一些大公司已經(jīng)從全球性的角度來(lái)看待，考慮C5餾分綜合利用的商業(yè)機(jī)會(huì)。這些大公司之間建立起穩(wěn)定的上下游產(chǎn)銷(xiāo)體系，彼此創(chuàng)造豐厚的利潤(rùn)。三、2010年國(guó)際碳五行業(yè)研發(fā)動(dòng)態(tài)裂解C5餾分含有異戊二烯(IP)、環(huán)戊二烯(CPD,通常以二聚體即雙環(huán)戊二烯的形式存在)、間戊二烯、異戊烯、1-戊烯、2-丁炔、3-甲基-l-丁烯、環(huán)戊烷、環(huán)戊烯、異戊烷、正戊烷等許多很有價(jià)值的化工原料。而IP、環(huán)戊二烯和間戊二烯的含量約占裂解C5餾分的45%～55%(體積分?jǐn)?shù),下同),其中環(huán)戊二烯為15%～17%,IP為15%～20%,間戊二烯為10%～20%。這些雙烯烴和單烯烴由于其特殊的分子結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)活潑,可以合成出許多高附加值的產(chǎn)品,是化工利用的寶貴資源。近年來(lái),C5餾分的利用已由初期的混合利用轉(zhuǎn)向分離所得單組分的利用,同時(shí)向制備精細(xì)化工產(chǎn)品方向發(fā)展。顯然,C5烴及其衍生物的綜合利用已成為全球性商機(jī)。四、2010年全球碳五行業(yè)挑戰(zhàn)與機(jī)會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)全球化和全球市場(chǎng)的逐步形成，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)范圍從一個(gè)國(guó)家或地區(qū)擴(kuò)大到全球市場(chǎng)．因此企業(yè)想要取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)必須在全球范圍內(nèi)，通過(guò)戰(zhàn)略收購(gòu)與合并的方式成為跨國(guó)公司進(jìn)入全球市場(chǎng)。碳五工業(yè)也不例外。全球化趨勢(shì)強(qiáng)勁，大公司并購(gòu)改組成風(fēng)。過(guò)去的20年間，合并與收購(gòu)成為各公司不斷演繹的主題。20世紀(jì)90年代初產(chǎn)品的生物降解性與安全性曾是行業(yè)熱點(diǎn)，但目前業(yè)界越來(lái)越關(guān)注產(chǎn)品的成本與全球的供應(yīng)能力。第三節(jié)部分國(guó)家地區(qū)碳五行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r一、2010年美國(guó)碳五行業(yè)發(fā)展分析目前，美國(guó)從裂解C5餾分中回收的異戊二烯總生產(chǎn)能力約為15萬(wàn)噸/年，回收的雙環(huán)戊二烯約為12萬(wàn)噸/年，回收的間戊二烯濃縮物(45%～80%)約為9萬(wàn)噸/年。異戊二烯用于合成順式-1，4-聚異戊二烯橡膠約為6萬(wàn)噸/年，用于苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SIS)和苯乙烯-異戊二烯二嵌段共聚物約為5.4萬(wàn)噸/年，用于丁基橡膠約為0.68萬(wàn)噸/年。此外，在精細(xì)化學(xué)品方面，正在致力于開(kāi)發(fā)用于維生素、醫(yī)藥和香料的中間體;雙環(huán)戊二烯主要用于C5脂肪族石油樹(shù)脂，其需求量約為7.0萬(wàn)噸/年，用于不飽和聚酯和醇酸樹(shù)脂的用量約為3萬(wàn)噸/年，用于聚雙環(huán)戊二烯樹(shù)脂(反應(yīng)注塑成型樹(shù)脂)的用量約為1.5萬(wàn)噸/年，其余用于生產(chǎn)亞乙基降冰片、阻燃劑以及高能燃料等;間戊二烯濃縮物幾乎全部用于生產(chǎn)C5脂肪族石油樹(shù)脂。圖表SEQ圖表\*ARABIC8：國(guó)外部分公司C5分離裝置規(guī)模二、2010年歐洲碳五行業(yè)發(fā)展分析西歐是裂解C5化工利用率較低的地區(qū)，這是由于裂解裝置分散在十幾個(gè)國(guó)家，集中很困難，只有25%予以分離利用，75%用作裂解原料或直接作燃料。目前只有荷蘭Shell公司建有一套生產(chǎn)能力為2.5萬(wàn)噸/年的異戊二烯分離裝置，產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)順式聚異戊二烯橡膠。三、2010年日本碳五行業(yè)發(fā)展分析日本是裂解C5化工利用較好的國(guó)家，目前乙烯產(chǎn)量在600萬(wàn)噸/年以上，裂解原料94%以上為石腦油，因此所得裂解C5餾分的數(shù)量較大，其中回收的異戊二烯生產(chǎn)能力約為12.0萬(wàn)噸/年，回收的雙環(huán)戊二烯能力約為6.0萬(wàn)噸/年.異戊二烯用于生產(chǎn)順式-1，4-聚異戊二烯橡膠約為6.5萬(wàn)噸/年，其次用于SIS制造，需求量約為5萬(wàn)噸/年，此外還用于生產(chǎn)高附加值的香料、維生素和殺蟲(chóng)劑;雙環(huán)戊二烯主要用來(lái)生產(chǎn)C5脂肪族樹(shù)脂，需求量約為4.6萬(wàn)噸/年;間