隨著煉化一體化項目持續投產和原油深加工能力提升,我國碳四資源供應量不斷增加,產品數量和種類均呈現快速增長趨勢。與國外煉廠碳四餾分70%~90%的高利用率相比,我國碳四餾分利用率僅約50%,醚化后的碳四餾分一般作為液化氣出售,資源利用不充分。面對日益豐富的碳四資源,合理轉化和利用不僅可實現其產品價值,還有助于延伸企業下游產業鏈,提升企業經濟效益的同時,創造顯著的社會效益。未來,碳四將朝著制備精細化、多元化、高端化產品的方向發展,在全球石化原料供應形勢不斷變化的背景下,碳四產業鏈將成為未來石化產業的重點競爭領域之一。
01 我國碳四資源供應現狀及發展趨勢
我國碳四資源主要包括單烯烴(1–丁烯、2–丁烯、異丁烯)、烷烴(正丁烷、異丁烷)、二烯烴(丁二烯)等。預計2025年,我國碳四市場供應總規模(不含進出口)超過7 100萬t,其中,煉油碳四約占碳四市場供應總規模的77.8%,主要來自催化裂化裝置(約70%),特點是以單烯烴、正丁烷為主,基本不含丁二烯?;ぬ妓募s占21.7%,一方面來自蒸汽裂解裝置,以丁二烯和單烯烴為主,烷烴含量較低;另一方面來自煤化工裝置,主要出自煤制烯烴(CTO)/甲醇制烯烴(MTO)等裝置,特點是烯烴含量高,以1–丁烯和2–丁烯為主;另外,還有極少量油氣田伴生碳四,其組分全部為丁烷。此外,我國碳四市場還有超600萬噸凈進口,以液化丁烷為主,含有少量1–丁烯和丁二烯。我國碳四產品主要以單烯烴、烷烴為主,丁二烯為輔,其中,丁烯約占碳四市場供應總規模的45%。近年來,我國碳二、碳三項目逐漸增多,導致產品效益下降,反而凸顯以丁烯為代表的高附加值產品的開發價值。同時,隨著我國碳四技術日趨成熟,對碳四資源的深加工利用已成為提高項目效益的有效途徑。
根據我國主要碳四裝置規模及產出情況預測,到2030年碳四資源供應規模將增長至近7500萬噸,2025—2030年年均復合增速約1%,丁烯約占碳四市場供應總規模的48%,相較2025年提高近3個百分點。未來,煉油方面,受成品油需求萎縮、行業效益下降和碳約束力度不斷加大等影響,國內煉油產業將加速淘汰落后產能,產能規模將進一步縮減,預計2030年煉油碳四供應總規模占比降至73.6%;化工方面,“十五五”期間,我國乙烯產業將再度迎來新一輪擴能周期,預計2026—2030年年均新增乙烯產能超過500萬噸/年,2030年化工碳四供應總規模占比將提高至25.9%,油氣田伴生碳四則基本持平,占比為0.5%(見圖1)。

02 我國碳四資源應用現狀與發展趨勢
2.1 丁烯市場供需結構分析
從供應側看,2025年我國丁烯資源供應總規模(不含進出口,下同)約3 200萬噸,預計到2030年供應增量將超350萬噸。隨著化工裂解裝置的快速投產,以及“油轉化”進程的不斷推進,化工副產碳四烯烴成為國內丁烯市場的最主要來源。從需求側看,2025年我國丁烯資源總需求量約260萬噸,其中,1–丁烯和2–丁烯的需求占比最高,約占總需求的48%,異丁烯占33%,丁二烯占19%。盡管油品調合組分領域需求萎縮,但丁烯在液化氣組分領域的應用增加,將推動國內丁烯需求繼續保持正增長態勢,預計到2030年,需求增量將達275萬噸,2025—2030年年均復合增速約2%。
2.1.1 正丁烯市場供需結構
正丁烯(包括1–丁烯和2–丁烯)是重要的基礎化工原料之一,用途廣泛,可作為線型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)的共聚單體,也可用于生產聚1–丁烯(PB–1)、丁二烯、α–烯烴及其衍生物、醋酸仲丁酯、環氧丁烷以及丁酮等精細化工產品。從供應側看,2025年我國正丁烯供應總規模預計達1 560萬t,其中,來自化工路線的正丁烯約占其供應總規模的22%,來自煉油路線的正丁烯約占78%。預計到2030年,我國正丁烯供應量約1650萬噸,其中,來自化工路線的正丁烯占比將提高4個百分點。從需求側看,約1/2的正丁烯進入液化氣領域,約1/3用于烷基化,而LLDPE、HDPE及聚烯烴彈性體(POE)等領域的消費占比不足20%。預計到2030年,我國正丁烯總需求量約1700萬噸,其中,增幅較為明顯的是POE和異壬醇。
2.1.2 異丁烯市場供需結構
異丁烯是重要的化工原料之一,按產品純度分為高純異丁烯和工業級異丁烯,其中,高純異丁烯純度一般高于99.5%。從供應側看,我國異丁烯總供應量約1050萬噸,占碳四供應總規模的15%。供應主要來自化工路線,2025年化工異丁烯產量約占其供應總規模的54%。預計到2030年,異丁烯供應量將增加100萬噸,其中,來自化工路線的異丁烯占比將提高約5個百分點。從需求側看,甲基叔丁基醚(MTBE)和液化氣構成異丁烯的主要下游應用領域,分別占總消費量的63%和28%,其他應用領域包括丁基橡膠、異丁烯法生產甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚異丁烯(PIB)和叔丁胺等,合計消費占比約9%。預計到2030年,我國異丁烯總需求量約1 150萬噸,其中,MTBE領域的消費占比顯著下降約16個百分點,其他產品消費占比呈小幅增長。
2.1.3 丁二烯市場供需結構
丁二烯作為基礎有機化工領域的關鍵原料,在眾多領域發揮著不可或缺的作用。其不僅是聚丁二烯橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠以及丁苯膠乳等產品的重要原料,還廣泛應用于苯乙烯類熱塑性彈性體(SBCs)和丙烯腈–丁二烯–苯乙烯三元共聚物(ABS)的合成。此外,丁二烯還可用于合成己二腈、己二胺、聚酰胺66及1,4–丁二醇等高附加值產品。從供應側看,2025年我國丁二烯行業預計新增產能107萬噸/年,主要以石腦油裂解工藝路線為主,供應量約450萬噸,未來仍將有200萬噸/年的丁二烯產能待投放,預計到2030年供應量將超過600萬噸。從需求側看,丁二烯的下游消費領域主要集中于液化氣組分、順丁橡膠、ABS樹脂和丁苯橡膠,分別約占丁二烯總消費量的23%、22%、19%和16%,其他則為彈性體、己二腈(聚酰胺66原料)等領域,合計消費占比約20%。預計到2030年,我國丁二烯消費量將增加超700萬噸,其中增幅較明顯的是順丁橡膠。主要原因是,隨著新能源汽車的高速發展,輪胎行業迎來了低滾阻、高耐磨、高速度、低噪聲的性能革命,對輪胎原料膠的質量提出了更高要求。稀土順丁橡膠作為性能最好的順丁橡膠膠種,可滿足高性能輪胎在低滾阻、低生熱、高耐磨等方面的新需求,拉動我國對順丁橡膠的需求,提振了丁二烯消費。
2.2 丁烷市場供需結構分析
預計2025年我國丁烷供應總規模約3950萬噸,其中,來自煉油路線的丁烷占比98%,化工路線和油田伴生氣各占1%。受成品油需求萎縮、行業效益下滑和煉油產業碳約束力度不斷加大等因素影響,預計到2030年,我國煉油丁烷供應資源將減少,導致丁烷總供應量降至3 900萬噸。需求方面,預計2025年我國丁烷總需求量約4500萬噸,主要用于燃燒,約占總需求的56%。此外,還用作乙烯裂解原料、煉廠過程用氣、異丁烷脫氫制MTBE和正丁烷制順酐等。未來隨著乙烯原料結構變化,輕烴資源原料占比提高,用于乙烯裂解的丁烷需求將有所增加,預計到2030年我國丁烷總需求量將超4 600萬噸,2025—2030年年均復合增速約1%。
03 我國碳四資源面臨的三大關鍵問題
一是碳四資源受成品油達峰影響可能出現結構性過剩。隨著“油轉化”進程推進,作為化工副產物的輕烴在石油石化產品結構中的占比逐漸提升,但受成品油需求壓制,丁烯下游需求增長有限。特別是2030年后,隨著新能源汽車普及對汽油需求的持續沖擊,我國碳四資源總需求增速將進一步放緩,未來甚至可能出現負增長。2020—2025年我國碳四需求年均復合增速約5%,預計2025—2030年降至0.6%。
二是碳四資源的高值化利用潛力仍待挖掘。2025年,我國碳四資源中用于液化氣組分及直接燃燒的消費量約占總資源量的1/2。除丁烷直接用于燃燒外,正丁烯、異丁烯和丁二烯均有大量未被抽提分離的組分混合進入液化氣中,其中,正丁烯的未利用率高達49%,異丁烯和丁二烯則各有20%~30%未被充分利用。預計到2030年,異丁烯用于液化氣組分的消費占比將提高15個百分點至43%,正丁烯作為液化氣組分的消費占比將超過50%,唯有丁二烯下游消費結構呈優化趨勢。
三是丁二烯供需失衡風險加劇。2021年前,我國丁二烯市場總體呈供大于求態勢,表現為出口近乎空白,且伴有少量進口,自給率約88%。受下游合成橡膠、ABS等行業需求增長推動,我國丁二烯產能將持續擴張,2020—2025年我國新增丁二烯產能超300萬噸/年。但近年來,丁二烯下游需求疲軟且價格持續承壓,導致供需失衡風險不斷加劇。然而,行業擴能趨勢并未放緩,預計到2030年,我國仍有約240萬噸/年的新增產能投放,屆時我國將從丁二烯凈進口國轉為凈出口國,自給率將躍升至110%。
04 我國碳四資源轉化和利用的建議
一是在高純異丁烯與配套產品方面,建議針對市場需求缺口,擴大鹵化丁基橡膠生產,研發高端PIB產品,開發低成本混合碳四工藝路線。隨著輪胎子午化、扁平化、無內胎化發展,以及醫藥等行業對高端產品需求的穩步增長,鹵化丁基橡膠市場缺口明顯,預計到2030年,我國對鹵化丁基橡膠的需求將提高至60萬噸以上,但2025—2030年我國暫無新增產能建設規劃,市場仍有一定空間。同時,我國高分子量PIB、食品級PIB、化妝品級PIB、氫化PIB等產品尚存在空白,應加大研發投入開發高端PIB產品,提升產品附加值,滿足潤滑油添加劑、醫藥、高端密封材料等領域對高品質PIB的需求。此外,積極探索以混合碳四為原料的低成本生產路徑。混合碳四來源豐富,可通過優化催化劑體系,提高混合碳四轉化效率,有效降低生產成本。
二是在正丁烯分離與下游生產方面,加快優化正丁烯分離工藝,把握正丁烯高附加值下游產品發展機遇。2025年我國正丁烯有效利用率僅為51%,大量煉油正丁烯未被抽提分離而直接用作燃燒,亟需通過優化調整分離工藝,提高正丁烯合理利用效率。當前,POE產業正迎來黃金發展期,建議充分把握碳四型POE發展機遇,提升碳四資源價值?,F階段,由于關鍵的溶液聚合核心技術未被突破,國產POE與進口產品性能存在較大差距,高端領域用POE尚依賴進口?,F階段,貝歐億、中國石化均已投產碳四型POE,可初步滿足POE在中低端領域的應用。未來,隨著POE成本下降,有望在光伏領域形成對乙烯–醋酸乙烯共聚物(EVA)和發泡聚乙烯(EPE)產品的替代,預計到2030年,我國POE消費量有望達200萬噸,進一步拉動1–丁烯消費增長。
三是在正構化技術方面,加快低成本正構化技術儲備。近年來,我國丁烯供應端逐步增產,但需求端產品結構持續調整。受成品油需求達峰影響,MTBE的調油需求萎縮,異丁烯面臨結構性過剩風險。而正丁烯下游的聚乙烯樹脂、POE高附加值產品市場需求向好。因此,異丁烯正構化技術是解決異丁烯潛在過剩問題的有效途徑之一。此外,相較于1–丁烯,2–丁烯的直接利用價值較低,但供應量大,建議通過正構化技術將2–丁烯轉化為1–丁烯,在優化碳四資源利用結構的同時,顯著提升產品附加值。在此背景下,加快低成本碳四烯烴正構化技術儲備迫在眉睫。一方面,開發高性能催化劑,聚焦分子篩基材料改性,增強對目標產物的選擇性;另一方面,優化工藝路線,設計集成化流程,實現物料循環利用,降低能耗。
四是在化工新應用方面,需積極應對下游化工市場對新材料需求日益增加所引發的結構性變化。適當擴量增效,特別是生產增塑劑醇(異壬醇、異癸醇等)、合成正構溶劑油(正丁烯聚合工藝、烷基化工藝)等新方向。當前,在增塑劑醇領域,異壬醇作為環保型增塑劑鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)的關鍵原料,其市場需求正隨著DINP需求增加而持續擴大;異癸醇除應用于傳統聚氯乙烯增塑劑領域外,在高端潤滑油添加劑市場的需求增速尤為顯著。在合成正構溶劑油方面,建議密切關注正丁烯聚合工藝和烷基化工藝的最新發展方向。正構烷烴溶劑油本質上可看作高度精細化的液蠟產品,費托合成油則是正構烷烴的重要來源,其生產的正構烷烴溶劑油產品品質優良。隨著市場對環保型、高品質溶劑油需求的增加,合成正構溶劑油憑借其低芳烴、低硫、無毒無味等優異特性,市場前景廣闊。
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