丁基橡胶项目报告

'丁基橡胶项目报告目录一、丁基橡胶概述1二、世界丁基橡胶生产能力和市场消费21、世界生产能力22、世界市场消费5三、我国丁基橡胶生产能力及市场消费71、我国生产能力72、我国市场消费8四、丁基橡胶产品应用111、汽车轮胎112、医用瓶塞123、其他方面13五、丁基橡胶产品及原料价格141、目前国内丁基橡胶市场价格152、原料异丁烯市场价格16六、丁基橡胶生产工艺161、淤浆法生产技术182、溶液法生产技术193、淤浆法生产技术与溶液法生产技术的对比194、HIIR合成工艺20七、国家鼓励政策21八、项目投资参考22九、综合结论及建议2223 一、丁基橡胶概述丁基橡胶（IIR）是世界上第四大合成橡胶（SR）胶种，是异丁烯和异戊二烯在Friedel-Craft催化剂作用下进行阳离子聚合反应的产物。外观为白色或淡黄色晶体，无臭无味，玻璃化温度很低，不溶于乙醇和丙酮。由于丁基橡胶具有优良的气密性和良好的耐热、耐老化、耐酸碱、耐臭氧、耐溶剂、电绝缘、减震及低吸水等性能，使得其广泛应用于内胎、水胎、硫化胶囊、气密层、胎侧、电线电缆、防水建材、减震材料、药用瓶塞、食品（口香糖基料）、橡胶水坝、防毒用具、粘合剂、内胎气门芯、防腐蚀制品、码头船护旋、桥梁支承垫以及耐热运输带等方面。丁基橡胶对空气的透过率仅为天然橡胶的1/7，丁苯橡胶的1/5，而对蒸汽的透过率则为天然橡胶的1/200，丁苯橡胶的1/140。丁基橡胶的生产始于20世纪40年代，1943年Exxon公司在美国BatonRouge工厂实现了丁基橡胶的工业化生产。1944年，加拿大Polysar公司采用美国技术在Sarnia建成丁基橡胶生产装置。1959年后，法国、英国、日本也开始生产丁基橡胶。1991年，Bayer公司购买Polysar全部合成橡胶业务，Exxon公司也收购了在法国的丁基橡胶生产装置，从此世界丁基橡胶的生产基本上被Exxon和Bayer两大公司所垄断。1982年，前苏联在陶里亚蒂建成世界唯一的溶液聚合法丁基橡胶生产装置，所用聚合反应器由苏联合成橡胶研究院和意大利PI公司合作开发。但由于硫化速度慢、自粘性差，与其他胶种（如天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等）的互粘性差，因而限制了IIR的进一步发展。23 卤化丁基橡胶（HIIR）包括氯化丁基橡胶和溴化丁基橡胶，是氯或溴与丁基橡胶发生取代反应的产物，是IIR的改性产品。IIR卤化后除产生额外的交联位置外，同时增加了双键的反应性。与IIR相比，HIIR除具有IIR的特性外，还具有硫化速度快、与其他橡胶相容性好、互粘性改善、可单独用氧化锌硫化、有更好的耐热性等特点。HIIR是制造无内胎轮胎和医药制品不可替代的原材料。HIIR与其他橡胶进行硫化处理时，能形成低透气性、高耐热性、优良的加工性及耐挠曲龟裂等特性，因此，卤化丁基橡胶在轮胎气密层应用领域中具有很高的价值。HIIR制成的轮胎气密层具有优异的防潮防湿性能，能够有助于防止乘用车和货车轮胎带束层及胎体中的钢丝帘线生锈。它还有助于改善充气压力保持率（IPR），这一点已在改善老化轮胎的耐久性方面得到了证实。卤化丁基橡胶（HIIR）工业化生产始于20世纪50年代末，1960年Exxon公司在BatonRouge工厂开始生产氯化丁基橡胶，Polysar公司于1971开始生产溴化丁基橡胶。目前，世界上只有美国、德国、俄罗斯和意大利4个国家拥有丁基橡胶生产技术，在国际市场上，Exxon公司和Bayer公司的丁基橡胶产品处于垄断地位，生产能力约占世界总生产能力的80%，此外，这两大公司在新产品和新技术的开发方面也处于世界领先地位。二、世界丁基橡胶生产能力和市场消费1、世界生产能力23 目前，全球仅美国、德国、俄罗斯、意大利等少数几个国家拥有丁基橡胶（IIR）及卤化丁基橡胶（HIIR）生产技术，其中美国埃克森美孚化学公司、德国朗盛公司的生产技术和研发能力处于领先地位。2009年全球共有8个国家的10多套装置生产丁基及卤化丁基橡胶，总产能为109万吨/年。其中，北美地区产能43万吨/年，占世界总产能的39.45%；西欧地区产能31万吨/年，占28.44%；亚太地区产能19万吨/年，占17.43%；俄罗斯产能16万吨/年，占14.68%。埃克森美孚是世界上最大的丁基及卤化丁基橡胶生产厂家，合计产能（含合资企业）为54.8万吨/年，占世界总产能的50.27%，分别在美国、日本和法国建有生产装置；其次是朗盛公司，合计产能26.5万吨/年，占世界总产能的24.3%，分别在加拿大和比利时建有生产装置。在全球现有的丁基及卤化丁基橡胶生产装置中，采用埃克森美孚公司专利技术的有5套，其中3套可兼产卤化丁基橡胶；采用朗盛公司技术的装置有2套，均可生产丁基橡胶和卤化丁基橡胶。目前，美国Exxon公司和德国Bayer公司的丁基橡胶生产技术和新产品开发能力在世界上处于绝对领先地位，对外不转让技术，卤化丁基橡胶生产技术和生产装置也只有这两家公司所有。23 2004年，全世界共有9个国家的12套装置生产丁基橡胶，总生产能力为892kt/a，其中北美地区的生产能力为393kt/a，占世界丁基橡胶总生产能力的44.1%；欧洲的生产能力为264kt/a，占世界总生产能力的29.6%；亚太地区的生产能力为145kt/a，占世界总生产能力的16.3%；中欧和独联体的生产能力为90kt/a，占世界总生产能力的10.1%。其中Exxon公司的丁基橡胶总生产能力为459kt/a，占世界丁基橡胶总生产能力的51.5%；Bayer公司的总生产能力为255kt/a，占世界总生产能力的28.6%。全球现有的丁基橡胶生产装置中，采用Exxon公司专利技术的有6套，其中3套可兼产卤化丁基橡胶；采用Bayer公司生产技术的装置有2套，均可生产丁基橡胶和卤化丁基橡胶；俄罗斯的2套丁基橡胶装置、罗马尼亚和中国的各1套装置目前只能生产丁基橡胶。2004年世界丁基橡胶生产厂家生产情况见表1所示。表12004年世界丁基橡胶生产厂家生产情况序号公司名称生产能力（kt/a）主要产品1美国埃克森美孚化学公司253IIR、CIIR、BIIR2加拿大拜尔橡胶公司140IIR、CIIR、BIIR3比利时拜尔橡胶公司115IIR、CIIR、BIIR4法国Socabu公司①56IIR、CIIR、BIIR5英国埃克森美孚化学公司93IIR、CIIR、BIIR6日本丁基公司②115IIR、CIIR、BIIR7俄罗斯V/ORaznoimport公司85IIR8罗马尼亚Pitesti5IIR9中国石化燕山石化合成橡胶厂30IIR注：①100%由Exxon所拥有；②50%由Exxon公司所拥有，另外50%由JSR公司拥有。目前世界丁基橡胶产能统计23 2、世界市场消费汽车工业的发展和对汽车安全性、舒适性的进一步要求，加速了汽车轮胎子午化的技术进步及无内胎轮胎的发展。过去几年，世界丁基橡胶及卤化丁基橡胶的总消费量持续增长，年增长率保持在2%，最近2年增长速度加快，年增长率达到5%。2009年全球丁基橡胶及卤化丁基橡胶的总消费量达到100万吨，其中卤化丁基橡胶的消费比例超过80%。预计今后几年，世界丁基橡胶及卤化丁基橡胶消费量以年均5.6%的速度增长；到2014年，总消费量达到135万吨，其中卤化丁基橡胶所占的比例超过85%。为满足下游需求，未来几年，全球尤其是亚洲地区将有多套丁基橡胶及卤化丁基橡胶装置建成投产。朗盛将在新加坡新建一套10万吨/年丁基及卤化丁基橡胶生产装置；埃克森美孚计划在沙特阿拉伯合资建设一套10万吨/年丁基及卤化丁基橡胶生产装置，并计划将其在日本的合资企业生产能力扩至10万吨/年；俄罗斯下卡姆斯克工厂计划在2012年，把产能扩至20万吨/年。预计到2014年，全球丁基及卤化丁基橡胶的总产能超过150万吨，市场竞争日趋激烈。1996～2003年世界丁基橡胶的消费量情况见表2所示。表21996-2003年世界丁基橡胶的消费情况（kt/a）年份19961997199819992000200120022003总消费量583592608624645677711747IIR243240243244245247246247HIIR340352365380400430465500HIIR比例58.3%59.5%60.0%60.9%62.0%63.5%65.4%66.9%1993～1998年，美国丁基橡胶消费量的年均增长率为4.2%，1998～2002年消费量的年均增长率为1.5%，2002年美国丁基橡胶的总消费量为20223 kt/a，其中产量为182kt/a，进口量为67kt/a，出口量为47kt/a，产品约80%用于生产轮胎、胶管、轮胎制品，9%用于生产汽车零部件，6%用于生产胶粘剂、填缝胶和密封胶，4%用于医药领域，1%用于其他行业（主要包括电气绝缘、各种衬里、口香糖以及屋顶防水卷材等）。其中卤化丁基橡胶主要用于生产无内胎轮胎，约占丁基橡胶总消费量的60%，预计今后几年，美国丁基橡胶的消费量将以年均约1.5%的速度增长，到2006年总消费量将达到220kt/a左右。近年来美国丁基橡胶的供需情况见表3所示。表3近年来美国丁基橡胶的供需平衡情况（kt/a）年份产量进口量出口量表观消费量19981617043188199916375451932000177755719520011806548197200218267472021997～2002年西欧丁基橡胶消费量的年均增长率约为4.8%，2002年总消费量为222kt/a，其中产量为236kt/a，进口量为19kt/a，出口量为33kt/a，产品的86.7%用于生产轮胎、胶管及轮胎制品，5.2%用于生产汽车零部件，8.1%用于其他领域（包括胶粘剂、填缝胶、密封胶、医药、电气绝缘、各种衬里、口香糖以及屋顶防水卷材等）。轮胎工业是西欧丁基橡胶的消费主体，法国又是西欧丁基橡胶消费最为集中的国家，其消费量约占西欧丁基橡胶总消费量的37%，其次是德国，消费量约占西欧总消费量的27%。西欧丁基橡胶的消费增长主要取决于汽车工业的发展，特别是取决于几大汽车生产企业的发展方向和速度。预计今后几年，西欧丁基橡胶消费量的增长幅度不会很大，到2006年总消费量将达到约230kt/a。近年来西欧丁基橡胶的供需情况见表4所示。表4近年来西欧丁基橡胶的供需平衡情况（kt/a）年份产量进口量出口量表观消费量1998190402720323 19992211733205200022316312082001224183221020022361933222三、我国丁基橡胶生产能力及市场消费1、我国生产能力我国丁基橡胶的研究开发始于20世纪60年代，并建立了中试生产装置，后因各种原因而停止。1999年，北京燕山石油化工公司合成橡胶厂引进意大利PI公司技术，建设了一套30kt/a丁基橡胶生产装置。该装置能够生产IIR1751、IIR1751F和IIR0745三个牌号的普通丁基橡胶产品，其中IIR1751属于内胎级产品，中等不饱和度，高门尼粘度，相当于Exxon公司的268、Bayer公司的301及俄罗斯的BK1675N产品牌号，主要用于制造轮胎内胎、硫化胶囊和水胎等制品；IR1751F是食品、医药级产品，中等不饱和度，高门尼粘度可用于口香糖基础料以及医用瓶塞的生产；IIR0745是绝缘材料、密封材料和薄膜级产品，极低不饱和度、低门尼粘度，主要用于电绝缘层和电缆头薄膜的生产。2008年，燕山石化公司3万吨丁基橡胶装置经过改扩建，生产能力已经达到4.5万吨。2011年投产3万吨溴化丁基橡胶装置。23 溴化丁基橡胶是生产车用无内胎子午胎气密层的必备原料，其加工性能、使用性能及产品售价均优于普通丁基橡胶。此前，国内使用溴化丁基橡胶全部依赖进口。燕山石化坚持突出产品特色，成功开发出具有自主知识产权的溴化丁基橡胶工艺包，并建成国内首套3万吨/年溴化丁基橡胶生产装置。装置投产后，燕山石化将生产的溴化丁基橡胶陆续投放到国内轮胎制造领域和医药领域进行试用，并获得成功。用户反映，其使用性能与国外牌号产品性能相当。至此，燕山石化打破了国内高端卤化丁基橡胶使用完全依赖进口的局面，成功实现溴化丁基橡胶国产化。2、我国市场消费由于目前我国丁基橡胶的生产能力和产量还不能满足实际生产的需求，因而每年都得进口，且进口量不断增加。1998年我国丁基橡胶的总进口量只有26.869kt，2003年增加到83.475kt，比2002年增长50.7%，1998～2003年进口量的年均增长率高达25.4%。在2003年的总进口量中，普通丁基橡胶的进口量为42.986kt，同比增长36.5%；卤化丁基橡胶的进口量为40.489kt，同比增长69.0%。其中初级形态普通丁基橡胶的进口量为35.168kt，同比增长49.8%；初级形态卤化丁基橡胶的进口量为26.942kt，同比增长72.4%。2004年上半年进口丁基橡胶44.292kt，同比增长8.3%。其中初级形态丁基橡胶的进口量为10.784kt，初级形态卤化丁基橡胶的进口量为16.490kt。近年来，我国丁基橡胶的进出口情况见表5所示。表5近年来我国丁基橡胶的进出口情况（kt/a）年份丁基橡胶卤化丁基橡胶合计进口量出口量进口量出口量进口量出口量199820.9941.9395.8750.35826.8692.297199923.1250.2116.9730.00130.0980.212200022.4230.53716.8630.43439.2860.971200125.5413.09919.570045.1113.09923 200231.4879.85023.9620.24255.44910.092200342.9869.98140.4890.02283.47510.003从进口来源看，我国初级形态普通丁基橡胶进口主要来自俄罗斯、加拿大和日本，2003年我国从这3个国家进口的初级形态普通丁基橡胶总量达到26.876kt，约占初级形态普通丁基橡胶总进口量的76.4%。卤化丁基橡胶则主要来自西欧和北美国家，约占总进口量的84%，来自日本的产品约占总进口量的3.9%。近年来我国初级形态普通丁基橡胶的进口来源情况见表6所示。表6近年来我国初级形态普通丁基橡胶进口来源进口国家2000年2001年2002年2003年进口量/kt所占比例，%进口量/t所占比例，%进口量/t所占比例，%进口量/t所占比例，%俄罗斯3.91019.39.67544.711.59649.422.34063.5日本6.81733.65.90427.35.04321.53.1128.9加拿大6.52332.22.74712.73.97713.11.4244.0其他3.02614.93.31715.33.76716.08.28723.6合计20.276100.021.643100.023.483100.035.168100.02003年，我国丁基橡胶的总消费量为100kt/a（其中卤化丁基橡胶的消费量约为40kt/a），其中轮胎方面的消费量约占总消费量的84%，医药瓶塞的消费量约占总消费量的11%，其他方面的消费量约占总消费量的5%。目前国内拥有丁基橡胶生产装置并且已经投产的企业仅两家，一家是浙江信汇，另一家为北京燕山石化合成橡胶厂。浙江信汇合成新材料有限公司在嘉兴投资9.8亿元人民币兴建了年产5万吨丁基橡胶23 的生产装置。试生产9个月以来，目前各项技术经济指标均达到了设计要求。二期工程将新建一套8万吨卤化丁基橡胶生产装置。经过扩能改造和二期建设，浙江信汇最终将形成约15万吨的丁基橡胶生产能力。届时国内丁基橡胶将实现供需基本平衡，丁基橡胶市场供应紧张的局面将得到根本扭转。我国卤化丁基橡胶消费情况根据协会统计，丁基橡胶2000~2009年表观消费量年均增长率约为24.65%。2000年我国丁基橡胶（包括卤化丁基橡胶）表观消费量只有4.2万吨，2003年约10万吨，2009年增加到25.8万吨，预计到2012年我国丁基橡胶总需求量将达到30万吨。行业供需上面，目前还是进口占主要，产品自给率约20%。其中需求增长最大的卤化丁基橡胶基本大部分进口，下游主要是轮胎，见下图：23 四、丁基橡胶产品应用1、汽车轮胎丁基橡胶被广泛用于生产汽车轮胎及车力胎（自行车、摩托车等）的内胎内衬、硫化胶囊和水胎，特别是子午线轮胎的快速发展和汽车轮胎品级的不断提高，促使我国丁基橡胶消费量的不断增长。但是国内丁基橡胶在轮胎行业的应用与国外相比，差距仍很大。例如发达国家的轮胎内胎已经全部实现了丁基化，与我国相邻的印度以及马来西亚和泰国等东南亚国家，轮胎的丁基化率也已经达到70%～90%，而目前我国的丁基化率还不足30%，因此我国丁基橡胶的使用还有很大的发展潜力。国内普通丁基橡胶主要用于生产丁基橡胶内胎（含自行车、摩托车）和硫化胶囊，牌号主要有Exxon公司的268，Bayer公司的301和俄罗斯的1675N。主要使用企业有桦林轮胎股份有限公司、山东三角集团有限公司、青岛橡胶集团有限责任公司、厦门正新橡胶工业有限公司、上海轮胎橡胶集团股份有限公司、杭州中策橡胶股份有限公司和张家港安固橡胶工业有限公司等。23 作为国民经济的支柱产业，我国汽车工业正在迅速发展，逐步向大型化、高速化、专业化发展，轮胎也随国际潮流向子午化、扁平化、无内胎化转化。同时，高速公路的发展速度加快，也促进了轮胎的丁基化速度。我国内胎丁基化（包括农用胎）和汽车轮胎子午化比例还很低，未来我国轮胎工业主要发展子午胎，在轮胎的结构上，轿车子午胎发展宽断面系列、高速度级产品；载重车子午胎重点发展无内胎全钢丝子午胎，以满足未来汽车和道路升级发展的需要。轮胎行业将推广高等级轿车子午胎、轻卡车子午线轮胎、低断面和无内胎全钢载重子午线轮胎生产技术；并且子午胎发展已经获得国家政策性鼓励。经国务院批准，财政部与国家税务总局发布[2000]145号文，规定自2001年1月1日起，对“汽车轮胎”税目中的子午线轮胎免征消费税，其余子午化轮胎继续按10%税率征收消费税。国家政策鼓励子午胎发展，将会大大促进国内卤化丁基橡胶需求的增长。2003年我国轮胎行业（包括汽车轮胎及车力胎）对丁基橡胶的消费量约为84kt/a，预计2005年对丁基橡胶的消费量将达到约115kt/a，其中卤化丁基橡胶的消费量为56kt/a；2010年消费量将达到约170kt/a，其中卤化丁基橡胶的消费量约为100kt/a。2、医用瓶塞医用瓶塞丁基化是我国卤化丁基橡胶的第二大需求市场。为了保证用药安全，国家医药主管部门发布国药管注[2000]462号文，规定2004年底以后国内所有药用胶塞（包括粉针剂、输液及口服液等各剂型胶塞）一律停止使用普通天然胶瓶塞。医用瓶塞生产厂家正在扩大丁基橡胶胶塞的生产能力，主要使用卤化丁基橡胶以适应国内需求。我国引进的第一条丁基橡胶瓶塞生产线于1992年在湖北华强药用包装制品厂建成投产。目前，我国较大的生产线有10多条，其中产量较大的企业有湖北华强、石家庄一橡、上海新亚、金湖玻璃仪器厂、江阴兰陵、江阴中马、江阴有色、湖北白莲以及株洲华益等，所用的丁基橡胶牌号主要有Exxon23 1066、2211、2244及Bayer公司的1045、1240等。2003年我国医药瓶塞对丁基橡胶的消费量约为11kt/a，预计2005年消费量将达到约14kt/a，2010年消费量将达到约20kt/a。3、其他方面在其他方面，丁基橡胶主要用于生产胶带、胶管、粘合剂和防水卷材等橡胶制品，2003年消费量约为5kt/a，预计2005年和2010年需求量将分别达到11kt/a和20kt/a。由此可见，预计到2005年我国丁基橡胶的需求量将达到约140kt/a，其中卤化丁基橡胶的需求量将达到约70kt/a。2010年丁基橡胶的需求量将达到约210kt/a，其中卤化丁基橡胶的需求量将达到约120kt/a。近年来我国丁基橡胶的消费现状及预测情况见表7所示。表7近年来我国丁基橡胶的消费现状及预测情况消费领域2003年2005年2010年消费量（kt）所占比例（%）消费量（kt）所占比例（%）消费量（kt）所占比例（%）轮胎8484.011582.117081.0医用瓶塞1111.01410.0209.5其他55.0117.9209.5合计100100.0140100.0210100.0口香糖制造：朗盛是获准食品级丁基橡胶制造的唯一供应商。朗盛在新加坡的工厂制造的丁基橡胶大约有4%用于口香糖生产。由于该种产品直接与人的唾液接触，朗盛对其实行最严格的质量控制标准，产品符合全球各个国家的标准。由丁基橡胶制造的口香糖香味持久、易于咀嚼、便于储存，还能够保护牙齿，充分满足现代消费者的需求。23 五、丁基橡胶产品及原料价格2000年前我国未生产丁基橡胶，国内供给基本上依赖于进口，国内市场价格以进口为主导。北京燕山石化公司的丁基橡胶装置在2000年和2001年连续两年运行不太正常，产量较低，因此国内丁基橡胶市场价格仍受进口产品的控制。2002年该装置的开工率达到70%，国产丁基橡胶已经占据了国内约31%的市场份额，对国内丁基橡胶的价格起到了一定的牵制作用，但国产丁基橡胶受进口产品的冲击厉害，其初级形状的丁基橡胶价格从2000年的1980美元/t下降到2003年的1780美元/t。自1997年以来，我国初级丁基橡胶的进口价格基本上维持在1500美元/t以上（1998年除外），卤化丁基橡胶进口价格一直维持在2200美元/t以上。2000年，由于国内市场需求迅速增加以及Bayer公司出口减少，使得国内丁基橡胶货源紧张，价格大幅度上涨，初级丁基橡胶进口平均价格高达1984美元/t，比1999年上涨了20%以上。近两年，由于俄罗斯丁基橡胶扩大对我国的出口，使得国内丁基橡胶的平均进口价格有所下降。2003年普通初级丁基橡胶的进口平均价格为1789美元/t，比2002年下降约2.6%；但从法国、日本、美国和加拿大等国家进口的产品价格仍维持在2000美元/t以上的价位；从俄罗斯进口的产品价格平均为1687美元/t，比2002年增长5.7%。初级卤化丁基橡胶的平均进口到岸价格为2568美元/t，较2002年增长4.1%；初级卤化丁基橡胶与普通丁基橡胶的进口价格相比，要高出约43%；从欧美进口的卤化丁基橡胶价格比普通丁基橡胶的价格要高约21%，从俄罗斯进口的产品则较普通丁基橡胶的价格高约1.6%。近年来我国初级形态丁基橡胶进口数量及平均价格见表8所示。表8近年来我国初级形态丁基橡胶进口数量及平均价格年份初级形态丁基橡胶初级形态卤化丁基橡胶进口量（kt）平均到岸价格（美元/t）进口量（kt）平均到岸价格（美元/t）23 199719981999200020012002200312.74918.87721.80820.27621.64323.48335.16815521401160319841850183717892.5234.4605.68214.53915.18715.60526.94222532217229724082564246625681、目前国内丁基橡胶市场价格23 2、原料异丁烯市场价格2012年2月16日山东玉皇化工异丁烯报价13000元/吨；2012年2月16日洛阳宏力异丁烯报价12100元/吨；2012年2月15日山东东营齐发异丁烯报价13500元/吨。石脑油裂解装置副产异丁烯量约为乙烯产量的10%，2011年中国石脑油裂解装置生产乙烯总量超过1000万吨，副产异丁烯总量超过100万吨。异丁烯纯度指标：优级品99.7%；一等品99.0%；合格品98.5%。六、丁基橡胶生产工艺23 丁基橡胶是通过异丁烯、异戊二烯在Friedel-Craft等催化剂存在下进行阳离子聚合反应生产的。典型的反应是用氯化铝作催化剂，用氯甲烷作溶剂。异丁烯（97～98%）、异戊二烯（2～3%）配置成25%氯甲烷溶液，经两级冷却后送入聚合釜，在釜的入口处与引发剂溶液相遇，迅速发生聚合反应。反应热由通入聚合釜的冷却列管中的液态乙烯蒸发带走。聚合后，含丁基橡胶微粒的淤浆从聚合釜上部导出管溢入闪蒸釜，在搅拌下与热水接触，闪蒸出未反应的单体和溶剂。聚合物与水的混合物料送入真空脱气塔，脱除胶中残留的氯甲烷，然后送往后处理系统。低温快速聚合和反应物粘度高是丁基橡胶生产的两大特点，聚合反应通常在-100℃左右进行，以控制及其快速的放热反应（原料和催化剂一接触，聚合反应就立即发生），制得高分子量产品。为制得高分子量产品，原料异丁烯必须有很高的纯度，正丁烯含量要求小于0.5%，异戊二烯纯度应大于94%，氯甲烷和单体的水含量必须很低。卤化丁基橡胶是用丁基橡胶的乙烷溶液与溴或氯反应制备的。制得的聚合物有带不饱和链的烯丙基卤结构。这种结构提高了聚合物的耐热性和固化的灵活性。目前，丁基橡胶的生产方法主要有淤浆法和溶液法两种。淤浆法是以氯甲烷为稀释剂，以H2O-AlCl3为引发体系，在低温下（-100℃左右）将异丁烯与少量异戊二烯通过阳离子共聚合制得的。该生产技术由美国Exxon公司和德国Bayer公司所垄断。溶液法是以烷基氯化铝与水的络合物为引发剂，在烃类溶剂（如异戊烷）中于-90～-70℃下，异丁烯和少量异戊二烯共聚而成。该技术由俄罗斯陶里亚蒂合成橡胶公司于意大利Pressindustra公司合作开发，目前，世界上仅俄罗斯的一家工厂采用溶液法生产丁基橡胶。丁基橡胶是第123 个高饱和的橡胶品种，少量异戊二烯的引入是为了获得可供硫化的双键。丁基橡胶的合成反应是典型的阳离子型聚合反应。其特点是聚合工艺要求高速、低温。一般来说，阳离子聚合反应包括链引发、链增长、链转移和链终止反应。丁基橡胶自工业化以来，其生产技术主要是以淤浆法为主，俄罗斯开发了溶液法生产技术，但从技术经济方面来看，溶液法还不具有竞争优势。1、淤浆法生产技术淤浆法是以氯甲烷为稀释剂，以H20-A1C13为引发体系，在低温(在-100℃左右)下将异丁烯与少量异戊二烯通过阳离子聚合制得的。该生产技术被美国Exxon公司和德国Bayer公司所垄断。淤浆法生产技术主要包括聚合反应、产品精制、回收循环以及清釜4个部分。(1)聚合反应：在用丙烯作冷却剂的带夹套的配制槽内，将精制的异丁烯和异戊二烯单体按比例97%-98%和1.4%-4.5%及25%的氯甲烷配制成混合溶液。同时将催化剂级的无水粒状A1C13加入到配制的氯甲烷混合溶液中搅匀。单体溶液和催化剂溶液分别经2级丙烯和乙烯冷却至-100℃后送入聚合反应釜，经搅拌接触，单体在形成的阳离子A1C13-MeCl催化剂体系下发生聚合反应。这种悬浮聚合反应是在足够的低温(—90℃以下)下进行的，聚合反应不到1s即可完成，反应热由通入反应釜内冷却列管的液态乙烯带出。(2)产品精制：聚合反应完成后，含丁基胶粒的淤浆从聚合釜上部导出管溢流入闪蒸塔，在搅拌中与热水和蒸汽接触，未反应的单体和溶剂从塔顶蒸出，丁基胶淤浆进入真空脱气塔。为防止胶粒粘结，脱气塔内加入1.5%(与橡胶质量之比)分散剂(如硬脂酸锌或硬脂酸钙)和0.3%防老剂水悬浮液，或分子量高的多酚类脱气用抗氧剂。含水胶粒混合物在真空脱气塔内脱除残余氯甲烷及未反应单体后送往后处理系统，经振动筛、挤压、脱水、压缩膨胀，在活性氧化铝上干燥，再经压片、称量、包装得成品。23 (3)回收循环：从闪蒸塔及真空脱气塔顶出来的未反应的单体和氯甲烷气体经冷却除水，压缩冷却再脱水后，经中性氧化铝或沸石分子筛干燥精制送入回收精馏塔。为改进固体吸附干燥工艺，可采用乙二醇或二甘醇脱水精制法，从压缩机出来的氯甲烷与未反应单体混合物进入吸收塔下部，乙二醇从顶部加入，含水和氯甲烷的乙二醇送入解析塔，再生乙二醇循环使用。(4)清釜：由于聚合过程催化剂分布不均匀，热量集中会造成局部过热或单体中有害物质的存在，形成低聚物附集在反应釜内壁上形成粘结挂胶，所以必须采用清釜过程将其进行处理。清理挂胶一般采用溶剂法，溶剂用加热至60℃的己烷或石脑油，清理与置换时间为10-12h。清釜液可经凝聚、干燥、回收其中的聚合物。2、溶液法生产技术传统的淤浆法IIR生产工艺技术成熟,但由于聚合反应温度低,制冷设备庞大,聚合釜连续运转周期短,能耗高(1kg胶能量消耗约35~55MJ)。为了能提高反应温度,对用溶液法合成IIR进行了大量的研究。溶液法是以烷基氯化铝与水的络合物为引发剂,在烃类溶剂(如异戊烷)中于-90~-70℃下,异丁烯和少量异戊二烯共聚而成。聚合釜的连续运行周期为10天,聚合釜内胶液中的干胶质量分数在12%以下。溶液法的优点是可以用聚合物胶液直接卤化IIR。避免了淤浆法工艺制卤化IIR所需的溶剂切换或胶料的溶解工序,可根据控制工艺条件制备相对分子质量不同的产品。但溶液法IIR相对分子质量分布较宽,分子链存在支化现象,性能与淤浆法产品还有一定的差距。该技术由俄罗斯陶里亚蒂合成橡胶公司与意大利Pressindustra公司合作开发,目前,世界上仅俄罗斯的一家工厂采用溶液法生产IIR。3、淤浆法生产技术与溶液法生产技术的对比23 淤浆法已经成为丁基橡胶生产的主流方法。用淤浆法生产丁基橡胶时，为了生产高分子量产品，原料异丁烯必须有很高的纯度，正丁烯含量要求小于0.5%，异戊二烯纯度应大于94%，氯甲烷和单体的水含量必须很低。该法聚合反应温度低，制冷设备庞大，聚合釜连续运转周期短，能耗高。溶液法虽然可以使反应温度提高，但是为了保证一定的传热效率(丁基橡胶溶液的粘度远大于丁基淤浆的粘度)，胶液浓度就必须控制在12%以下。其结果是，提高反应温度所节省下来的能量还不足以弥补由于胶液浓度降低和由于胶液粘度过大造成的传热效率降低所需增加的冷量。从能量消耗看，溶液法生产技术还不可能取代现有的淤浆法生产技术。溶液法的优点是可以用聚合物胶液直接卤化制得卤化丁基橡胶，避免了淤浆法技术制卤化丁基橡胶所需的溶剂切换或胶料的溶解工序。但俄罗斯溶液法丁基橡胶产品分子量分布较宽，分子链存在支化现象，其产品性能与淤浆法产品还有一定的差距。目前，世界上只有几个国家能生产丁基橡胶，但技术来源主要是Exxon公司、Polysar公司和俄罗斯Raznoimport公司，这3种技术基本相似。4、HIIR合成工艺HIIR是IIR与卤化剂反应的产物。卤化反应包括氯化和溴化。目前,HIIR的生产方法主要有干法和湿法2种。干法又名干混卤化法,是将成品IIR和卤化剂通过螺杆挤压机,在机械剪切作用下对IIR进行卤化。其反应装置包括进料区、反应区、中和区、洗涤区和出料区等几个操作区。IIR和卤化剂通过这几个操作区,生成HIIR。湿法又名溶液法,是IIR在溶液中与卤化剂进行反应生产HIIR的工艺方法。IIR的湿法卤化方法很多,IIR与卤化剂在反应管中进行卤化生成HIIR是最重要的一种方法。溶液法HIIR的基本合成工艺是IIR在烷烃(如己烷或戊烷)溶液中,于40~60℃条件下,与卤素反应。一般情况下,氯化丁基橡胶(CIIR)23 中氯质量分数为1.1%~1.3%,不饱和度为1.9%~2.0%(摩尔分数);溴代丁基橡胶(BIIR)中溴质量分数为1.8%~2.2%,不饱和度为1.6%~1.7%(摩尔分数)。由于卤化胶泥很不稳定,在聚合物回收和后处理工序要加入稳定剂和抗氧剂来保护卤化产品。Exxon公司和朗盛公司等拥有HIIR生产技术。七、国家鼓励政策近日，工业和信息化部正式发布了《新材料产业“十二五”发展规划》。其中，涉及橡胶行业的有特种橡胶、有机硅材料、高性能氟材料、高性能纤维及复合材料等。重点产品包括丁基橡胶、溴化丁基橡胶、卤化丁基橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、溶聚丁苯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、稀土异戊橡胶、稀土顺丁橡胶、异戊橡胶、聚硫橡胶、聚氨酯热塑性弹性体、聚脲弹性体、苯乙烯类热塑性弹性体、聚烯烃类热塑性弹性体、液体硅橡胶、空间级硅橡胶、氟橡胶、间位芳纶、对位芳纶、对位芳纶符合基材等。23 发展重点主要是自主研发和技术引进并举，走精细化、系列化路线，大力开发新产品、新牌号，改善产品质量，努力扩大规模，力争到2015年国内市场满足率超过70%。扩大丁基橡胶（IIR）、丁腈橡胶（NBR）、乙丙橡胶（EPR）、异戊橡胶（IR）、聚氨酯橡胶、氟橡胶及相关弹性体等生产规模，加快开发丙烯酸酯橡胶及弹性体、卤化丁基橡胶、氢化丁腈橡胶、耐寒氯丁橡胶和高端苯乙烯系弹性体、耐高低温硅橡胶、耐低温氟橡胶等品种，积极发展专用助剂，强化为汽车、高速铁路和高端装备制造配套的高性能密封、阻尼等专用材料开发。八、项目投资参考1、建设5万吨/年丁基橡胶项目的总投资为137880万元，其中建设投资125000万元。项目建成后，可实现年销售收入99995万元，年利税额31625万元，年利润额22415万元，项目投资利税率22.9％，投资利润率16.3％。（参考国内项目数据）2、建设5万吨/年丁基橡胶项目（含9万吨MTBE裂解项目），其中卤化丁基橡胶3万吨/年，建设投资约为208208万元。税后财务内部收益率为23.09%，年均利润总额61425万元，年均利税总额78516万元。（参考国内项目数据）九、综合结论及建议1、我国目前丁基橡胶总需求量30万吨，总生产能力12.5万吨。高端产品溴化丁基橡胶仅有燕山石化刚刚投产的3万吨装置，其余全部依赖进口。2、目前，世界上只有美国、德国、俄罗斯和意大利4个国家拥有丁基橡胶生产技术，在国际市场上，Exxon公司和Bayer公司的丁基橡胶产品处于垄断地位，生产能力约占世界总生产能力的80%。两家公司目前不对外转让丁基橡胶生产技术。3、建设5万吨/年丁基橡胶装置投资约14亿元人民币。4、丁基橡胶项目主要原料异丁烯和异戊二烯主要来源于石脑油裂解装置副产碳四、碳五及FCC装置副产碳四。中国石脑油裂解装置及FCC装置几乎全部隶属于中石油和中石化。23 5、聚合级高纯度异丁烯不能从裂解碳四中直接获得，必须利用混合碳四生产MTBE（甲基叔丁基醚），然后将MTBE分解，制得聚合级高纯度异丁烯。6、我司如果投资建设丁基橡胶项目，必须与中石油、中石化洽谈合作，以便获取稳定的原料供应。目前实施难度很大。23'