随着炼化一体化项目持续投产和原油深加工能力提升,我国碳四资源供应量不断增加,产品数量和种类均呈现快速增长趋势。与国外炼厂碳四馏分70%~90%的高利用率相比,我国碳四馏分利用率仅约50%,醚化后的碳四馏分一般作为液化气出售,资源利用不充分。面对日益丰富的碳四资源,合理转化和利用不仅可实现其产品价值,还有助于延伸企业下游产业链,提升企业经济效益的同时,创造显著的社会效益。未来,碳四将朝着制备精细化、多元化、高端化产品的方向发展,在全球石化原料供应形势不断变化的背景下,碳四产业链将成为未来石化产业的重点竞争领域之一。
01 我国碳四资源供应现状及发展趋势
我国碳四资源主要包括单烯烃(1–丁烯、2–丁烯、异丁烯)、烷烃(正丁烷、异丁烷)、二烯烃(丁二烯)等。预计2025年,我国碳四市场供应总规模(不含进出口)超过7 100万t,其中,炼油碳四约占碳四市场供应总规模的77.8%,主要来自催化裂化装置(约70%),特点是以单烯烃、正丁烷为主,基本不含丁二烯。化工碳四约占21.7%,一方面来自蒸汽裂解装置,以丁二烯和单烯烃为主,烷烃含量较低;另一方面来自煤化工装置,主要出自煤制烯烃(CTO)/甲醇制烯烃(MTO)等装置,特点是烯烃含量高,以1–丁烯和2–丁烯为主;另外,还有极少量油气田伴生碳四,其组分全部为丁烷。此外,我国碳四市场还有超600万吨净进口,以液化丁烷为主,含有少量1–丁烯和丁二烯。我国碳四产品主要以单烯烃、烷烃为主,丁二烯为辅,其中,丁烯约占碳四市场供应总规模的45%。近年来,我国碳二、碳三项目逐渐增多,导致产品效益下降,反而凸显以丁烯为代表的高附加值产品的开发价值。同时,随着我国碳四技术日趋成熟,对碳四资源的深加工利用已成为提高项目效益的有效途径。
根据我国主要碳四装置规模及产出情况预测,到2030年碳四资源供应规模将增长至近7500万吨,2025—2030年年均复合增速约1%,丁烯约占碳四市场供应总规模的48%,相较2025年提高近3个百分点。未来,炼油方面,受成品油需求萎缩、行业效益下降和碳约束力度不断加大等影响,国内炼油产业将加速淘汰落后产能,产能规模将进一步缩减,预计2030年炼油碳四供应总规模占比降至73.6%;化工方面,“十五五”期间,我国乙烯产业将再度迎来新一轮扩能周期,预计2026—2030年年均新增乙烯产能超过500万吨/年,2030年化工碳四供应总规模占比将提高至25.9%,油气田伴生碳四则基本持平,占比为0.5%(见图1)。

02 我国碳四资源应用现状与发展趋势
2.1 丁烯市场供需结构分析
从供应侧看,2025年我国丁烯资源供应总规模(不含进出口,下同)约3 200万吨,预计到2030年供应增量将超350万吨。随着化工裂解装置的快速投产,以及“油转化”进程的不断推进,化工副产碳四烯烃成为国内丁烯市场的最主要来源。从需求侧看,2025年我国丁烯资源总需求量约260万吨,其中,1–丁烯和2–丁烯的需求占比最高,约占总需求的48%,异丁烯占33%,丁二烯占19%。尽管油品调合组分领域需求萎缩,但丁烯在液化气组分领域的应用增加,将推动国内丁烯需求继续保持正增长态势,预计到2030年,需求增量将达275万吨,2025—2030年年均复合增速约2%。
2.1.1 正丁烯市场供需结构
正丁烯(包括1–丁烯和2–丁烯)是重要的基础化工原料之一,用途广泛,可作为线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)的共聚单体,也可用于生产聚1–丁烯(PB–1)、丁二烯、α–烯烃及其衍生物、醋酸仲丁酯、环氧丁烷以及丁酮等精细化工产品。从供应侧看,2025年我国正丁烯供应总规模预计达1 560万t,其中,来自化工路线的正丁烯约占其供应总规模的22%,来自炼油路线的正丁烯约占78%。预计到2030年,我国正丁烯供应量约1650万吨,其中,来自化工路线的正丁烯占比将提高4个百分点。从需求侧看,约1/2的正丁烯进入液化气领域,约1/3用于烷基化,而LLDPE、HDPE及聚烯烃弹性体(POE)等领域的消费占比不足20%。预计到2030年,我国正丁烯总需求量约1700万吨,其中,增幅较为明显的是POE和异壬醇。
2.1.2 异丁烯市场供需结构
异丁烯是重要的化工原料之一,按产品纯度分为高纯异丁烯和工业级异丁烯,其中,高纯异丁烯纯度一般高于99.5%。从供应侧看,我国异丁烯总供应量约1050万吨,占碳四供应总规模的15%。供应主要来自化工路线,2025年化工异丁烯产量约占其供应总规模的54%。预计到2030年,异丁烯供应量将增加100万吨,其中,来自化工路线的异丁烯占比将提高约5个百分点。从需求侧看,甲基叔丁基醚(MTBE)和液化气构成异丁烯的主要下游应用领域,分别占总消费量的63%和28%,其他应用领域包括丁基橡胶、异丁烯法生产甲基丙烯酸甲酯(MMA)、聚异丁烯(PIB)和叔丁胺等,合计消费占比约9%。预计到2030年,我国异丁烯总需求量约1 150万吨,其中,MTBE领域的消费占比显著下降约16个百分点,其他产品消费占比呈小幅增长。
2.1.3 丁二烯市场供需结构
丁二烯作为基础有机化工领域的关键原料,在众多领域发挥着不可或缺的作用。其不仅是聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶以及丁苯胶乳等产品的重要原料,还广泛应用于苯乙烯类热塑性弹性体(SBCs)和丙烯腈–丁二烯–苯乙烯三元共聚物(ABS)的合成。此外,丁二烯还可用于合成己二腈、己二胺、聚酰胺66及1,4–丁二醇等高附加值产品。从供应侧看,2025年我国丁二烯行业预计新增产能107万吨/年,主要以石脑油裂解工艺路线为主,供应量约450万吨,未来仍将有200万吨/年的丁二烯产能待投放,预计到2030年供应量将超过600万吨。从需求侧看,丁二烯的下游消费领域主要集中于液化气组分、顺丁橡胶、ABS树脂和丁苯橡胶,分别约占丁二烯总消费量的23%、22%、19%和16%,其他则为弹性体、己二腈(聚酰胺66原料)等领域,合计消费占比约20%。预计到2030年,我国丁二烯消费量将增加超700万吨,其中增幅较明显的是顺丁橡胶。主要原因是,随着新能源汽车的高速发展,轮胎行业迎来了低滚阻、高耐磨、高速度、低噪声的性能革命,对轮胎原料胶的质量提出了更高要求。稀土顺丁橡胶作为性能最好的顺丁橡胶胶种,可满足高性能轮胎在低滚阻、低生热、高耐磨等方面的新需求,拉动我国对顺丁橡胶的需求,提振了丁二烯消费。
2.2 丁烷市场供需结构分析
预计2025年我国丁烷供应总规模约3950万吨,其中,来自炼油路线的丁烷占比98%,化工路线和油田伴生气各占1%。受成品油需求萎缩、行业效益下滑和炼油产业碳约束力度不断加大等因素影响,预计到2030年,我国炼油丁烷供应资源将减少,导致丁烷总供应量降至3 900万吨。需求方面,预计2025年我国丁烷总需求量约4500万吨,主要用于燃烧,约占总需求的56%。此外,还用作乙烯裂解原料、炼厂过程用气、异丁烷脱氢制MTBE和正丁烷制顺酐等。未来随着乙烯原料结构变化,轻烃资源原料占比提高,用于乙烯裂解的丁烷需求将有所增加,预计到2030年我国丁烷总需求量将超4 600万吨,2025—2030年年均复合增速约1%。
03 我国碳四资源面临的三大关键问题
一是碳四资源受成品油达峰影响可能出现结构性过剩。随着“油转化”进程推进,作为化工副产物的轻烃在石油石化产品结构中的占比逐渐提升,但受成品油需求压制,丁烯下游需求增长有限。特别是2030年后,随着新能源汽车普及对汽油需求的持续冲击,我国碳四资源总需求增速将进一步放缓,未来甚至可能出现负增长。2020—2025年我国碳四需求年均复合增速约5%,预计2025—2030年降至0.6%。
二是碳四资源的高值化利用潜力仍待挖掘。2025年,我国碳四资源中用于液化气组分及直接燃烧的消费量约占总资源量的1/2。除丁烷直接用于燃烧外,正丁烯、异丁烯和丁二烯均有大量未被抽提分离的组分混合进入液化气中,其中,正丁烯的未利用率高达49%,异丁烯和丁二烯则各有20%~30%未被充分利用。预计到2030年,异丁烯用于液化气组分的消费占比将提高15个百分点至43%,正丁烯作为液化气组分的消费占比将超过50%,唯有丁二烯下游消费结构呈优化趋势。
三是丁二烯供需失衡风险加剧。2021年前,我国丁二烯市场总体呈供大于求态势,表现为出口近乎空白,且伴有少量进口,自给率约88%。受下游合成橡胶、ABS等行业需求增长推动,我国丁二烯产能将持续扩张,2020—2025年我国新增丁二烯产能超300万吨/年。但近年来,丁二烯下游需求疲软且价格持续承压,导致供需失衡风险不断加剧。然而,行业扩能趋势并未放缓,预计到2030年,我国仍有约240万吨/年的新增产能投放,届时我国将从丁二烯净进口国转为净出口国,自给率将跃升至110%。
04 我国碳四资源转化和利用的建议
一是在高纯异丁烯与配套产品方面,建议针对市场需求缺口,扩大卤化丁基橡胶生产,研发高端PIB产品,开发低成本混合碳四工艺路线。随着轮胎子午化、扁平化、无内胎化发展,以及医药等行业对高端产品需求的稳步增长,卤化丁基橡胶市场缺口明显,预计到2030年,我国对卤化丁基橡胶的需求将提高至60万吨以上,但2025—2030年我国暂无新增产能建设规划,市场仍有一定空间。同时,我国高分子量PIB、食品级PIB、化妆品级PIB、氢化PIB等产品尚存在空白,应加大研发投入开发高端PIB产品,提升产品附加值,满足润滑油添加剂、医药、高端密封材料等领域对高品质PIB的需求。此外,积极探索以混合碳四为原料的低成本生产路径。混合碳四来源丰富,可通过优化催化剂体系,提高混合碳四转化效率,有效降低生产成本。
二是在正丁烯分离与下游生产方面,加快优化正丁烯分离工艺,把握正丁烯高附加值下游产品发展机遇。2025年我国正丁烯有效利用率仅为51%,大量炼油正丁烯未被抽提分离而直接用作燃烧,亟需通过优化调整分离工艺,提高正丁烯合理利用效率。当前,POE产业正迎来黄金发展期,建议充分把握碳四型POE发展机遇,提升碳四资源价值。现阶段,由于关键的溶液聚合核心技术未被突破,国产POE与进口产品性能存在较大差距,高端领域用POE尚依赖进口。现阶段,贝欧亿、中国石化均已投产碳四型POE,可初步满足POE在中低端领域的应用。未来,随着POE成本下降,有望在光伏领域形成对乙烯–醋酸乙烯共聚物(EVA)和发泡聚乙烯(EPE)产品的替代,预计到2030年,我国POE消费量有望达200万吨,进一步拉动1–丁烯消费增长。
三是在正构化技术方面,加快低成本正构化技术储备。近年来,我国丁烯供应端逐步增产,但需求端产品结构持续调整。受成品油需求达峰影响,MTBE的调油需求萎缩,异丁烯面临结构性过剩风险。而正丁烯下游的聚乙烯树脂、POE高附加值产品市场需求向好。因此,异丁烯正构化技术是解决异丁烯潜在过剩问题的有效途径之一。此外,相较于1–丁烯,2–丁烯的直接利用价值较低,但供应量大,建议通过正构化技术将2–丁烯转化为1–丁烯,在优化碳四资源利用结构的同时,显著提升产品附加值。在此背景下,加快低成本碳四烯烃正构化技术储备迫在眉睫。一方面,开发高性能催化剂,聚焦分子筛基材料改性,增强对目标产物的选择性;另一方面,优化工艺路线,设计集成化流程,实现物料循环利用,降低能耗。
四是在化工新应用方面,需积极应对下游化工市场对新材料需求日益增加所引发的结构性变化。适当扩量增效,特别是生产增塑剂醇(异壬醇、异癸醇等)、合成正构溶剂油(正丁烯聚合工艺、烷基化工艺)等新方向。当前,在增塑剂醇领域,异壬醇作为环保型增塑剂邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)的关键原料,其市场需求正随着DINP需求增加而持续扩大;异癸醇除应用于传统聚氯乙烯增塑剂领域外,在高端润滑油添加剂市场的需求增速尤为显著。在合成正构溶剂油方面,建议密切关注正丁烯聚合工艺和烷基化工艺的最新发展方向。正构烷烃溶剂油本质上可看作高度精细化的液蜡产品,费托合成油则是正构烷烃的重要来源,其生产的正构烷烃溶剂油产品品质优良。随着市场对环保型、高品质溶剂油需求的增加,合成正构溶剂油凭借其低芳烃、低硫、无毒无味等优异特性,市场前景广阔。
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