碳四馏分

烃类混合物

碳四馏分即C4馏分。指含有四个碳原子的烃类混合物。主要成分有正丁烷、异丁烷、异丁烯、1,3-丁二烯、1-丁烯、2-丁烯（顺式2-丁烯、反式2-丁烯）等。

简介

碳四馏分;C4 fraction

指含有四个碳原子的烃类混合物。主要成分有正丁烷、异丁烷、异丁烯、1,3-丁二烯、1-丁烯、2-丁烯等。主要来自炼油生产过程和裂解制乙烯的联产物。炼油厂的碳四馏分除烷烃外，还含有大量烯烃，但不含或极少含丁二烯和炔烃。裂解联产碳四馏分中烷烃含量少，主要为丁烯和丁二烯。

化学性质

即C4馏分。主要为含四个碳原子的多种烷烃、烯烃、二烯烃和炔烃的混合物。因原料来源和加工过程不同,所得C4馏分组成各异。C4馏分是一种可燃气体，但通常是以液态贮运。可作为燃料，或经分离作基本有机化工原料。具有工业意义的C4烃主要有七个组分（表1），其中尤以1,3-丁二烯（以下简称丁二烯）更为重要。

碳四馏分

合成方法

采用萃取精馏法分离碳四馏分，也可用吸收法、分子筛法、络合法等分离。

应用与用途

用作有机合成、合成橡胶、合成树脂及甲基叔丁基醚等的原料，也可直接作工业、民用燃料。

来源

C4馏分来源于天然气、石油炼制过程生成的炼厂气和石油化工生产中烃类裂解的裂解气，来源不同，组成各异（表2）。由天然气回收的C4馏分主要含C4烷烃，而后两个过程则提供了几乎全部的C4烯烃。各国工业用 C4烯烃的来源有些不同，美国大约95%的C4烯烃来自炼厂气C4馏分；西欧和日本来自炼厂气C4馏分与裂解C4馏分的量大致相等；中国情况类似西欧和日本。

天然气回收

有两种情况：一种是从含有较多乙烷、丙烷及丁烷以上组分的湿性天然气中回收。这种天然气因含有1%～8%的易液化的C3烷烃和C4烷烃，在长距离气体输送前，必须先将它们脱除回收。另一种是从油田气中分离得到。油田气的组成与湿性天然气很接近，主要成分是甲烷，但含有较多的丙烷、丁烷，甚至汽油组分，低碳烷烃含量也较多，随着油田开采时间的延长，油田气量降低，组成中高碳烷烃含量增加。

炼厂气C4馏分

炼厂气中含氢、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、C4烃以及少量C5烃，是一种很好的化工原料,炼厂气经压缩、冷凝、分馏可得C4馏分,这种C4馏分通常含有大量C4烯烃，其基本组成除决定于原油的性质外，与加工方法也有关。在中国，年加工 1.2Mt油品的催化裂化装置，可得C4馏分105kt，其中(kt)正丁烷7.3、异丁烷28.7、1-丁烯15.3、顺-2-丁烯29.6、反-2-丁烯13.6、异丁烯10.2。热裂化过程在较高温度下进行，不用催化剂,异构化反应少,所生成的C4馏分中正丁烷、正丁烯的含量比催化裂化过程要高得多。在炼厂中，这两种气体一般合并使用。

裂解气C4馏分

烃类裂解生产乙烯、丙烯时也副产C4烃,习惯称裂解C4馏分,其含量(%)及组成随裂解原料及条件而异。通常在裂解石脑油或柴油时，副产的C4馏分为原料总量的 8%～10%(质量)。特点是烯烃和二烯烃含量(%)高达92～95，其中丁二烯含量40～50（甚至更高）,其余为异丁烯22～27、1-丁烯14～16、顺-2-丁烯4.8～5.5、反-2-丁烯5.8～6.5、丁烷(正、异)3～5。裂解C4馏分是生产丁二烯最经济、最方便的原料。

用途

C4馏分广泛用作燃料和化工基础原料（见图）,用作燃料的C4馏分大部分为C4烷烃。C4烷烃的贮运很方便，除作为工业燃料外，还可供民用。在石油炼制工业中，C4烷烃用做汽油添加剂，提高汽油蒸气压，以适应在冬天或寒冷地区使用；在非化工利用方面还有一些用途，其用量不大，如作为冷冻剂、重质油加工脱沥青溶剂、油田井管脱蜡剂、树脂发泡剂及烯烃聚合溶剂等。

在化工利用方面，正丁烷主要用于四个方面：①异构化制异丁烷；②裂解制乙烯（见烃类裂解）；③催化脱氢制丁烯或丁二烯；④氧化制醋酸、丙酸、顺丁烯二酸酐等。异丁烷则主要用来与正丁烯、异丁烯进行烷基化反应制成高辛烷值汽油（见石油烃烷基化）。在苏联，异丁烷还用于催化脱氢制异丁烯。在美国这一过程是通过异丁烷与丙烯共氧化而实现的（丙烯转化成环氧丙烷，异丁烷则变成叔丁醇，后者很容易脱水生成高纯度异丁烯）。

C4馏分中的正丁烯、异丁烯、丁二烯等不饱和烃更适合于化工利用，广泛用于制取多种合成橡胶，也用于合成甲基乙基酮、己二酸、香料、农药等多种产品。

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