环戊二烯相关产品应用分析

概述

近年来我国乙烯产量持续增长，2016年国内乙烯产量达到1781万吨。石油基原料高温裂解制备乙烯过程会副产C5馏分和C9馏分，其产率与组成随裂解原料的种类、裂解深度和工艺条件不同而异。C5馏分和C9馏分分离后可得到环戊二烯。从裂解C5和C9分离环戊二烯的工艺比较简单，常用的是加热二聚法。环戊二烯常温下发生自聚，生成双环戊二烯，使用前将双环戊二烯加热即得环戊二烯，因此，市场上的商品是双环戊二烯。环戊二烯的下游应用包括不饱和聚酯树脂、石油树脂、三元乙丙橡胶、环烯烃共聚物、聚环戊二烯和精细化工产品等，其消费比例见图1。

图1 双环戊二烯下游应用消费占比

应用分析

不饱和聚酯树脂

不饱和聚酯树脂（UPR）是热固型树脂的主要品种之一，通常以二元酸和二元醇为原料经逐步聚合制得。20世纪80年代以来，美国、西欧开始致力于用环戊二烯替代邻苯二甲酸酐改性UPR的研究。本世纪前10年，美国大量用环戊二烯替代邻苯二甲酸酐改性UPR，并将这种改性树脂用玻璃纤维增强后，用于制造浴盆和游艇。在日本，改性后的UPR也用于电子领域。世界上生产环戊二烯改性UPR的公司有日本的DH材料公司、西欧的DSM复合树脂公司、法国道达尔公司的Cray Valley公司和美国的Reichhold公司等。生产普通UPR的环戊二烯纯度在75%~83%即可达到要求，只有少量专用UPR使用纯度94%的环戊二烯生产。

石油树脂

石油树脂的应用广泛，包括涂料、橡胶增粘剂、防水材料、热熔胶、地板、纺织和绘画材料等。生产石油树脂的环戊二烯纯度不高，一般在75%~83%。
在中国，以含量在80%左右的双环戊二烯为原料聚合的石油树脂被称为DCPD树脂，主要用于油漆、油墨、合成橡胶等。世界上生产石油树脂的公司有埃克森美孚、Neville和伊士曼。中国有几家企业建成DCPD树脂装置，但大多由于产品质量不过关及原料价格上涨等因素，目前产量较少。

三元乙丙橡胶

三元乙丙橡胶（EPDM）主要用于汽车领域，如作为车体、底盘、散热器、暖气管、门、窗密封条，轿车轮胎，以及刚性防水屋面、油田化学品、电线电缆绝缘层等。
乙叉降冰片烯（ENB）以硫化速度快、收率高、二次反应少等优点而成为应用最普遍的合成乙丙橡胶的第三单体，它由双环戊二烯与1，3-丁二烯经Diels-Alder反应生成乙烯基降冰片烯后再经异构化制得。ENB在EPDM中的用量为3%~12%。加入乙叉降冰片烯能加速乙丙橡胶的硫化速度，也可加入己二烯或双环戊二烯，但加入后两者的乙丙橡胶硫化速度不如加入乙叉降冰片烯后迅速。吉林石化公司是中国最早建成三元乙丙橡胶装置的公司，产能4.5万吨。2014年底到2015年一季度，中石化三井公司7.5万吨、宁波爱思开5万吨、朗盛（常州）16万吨等装置陆续投入运行。

环烯烃共聚物

含量为94%的高纯度环戊二烯与乙烯反应可得到降冰片烯，降冰片烯与环戊二烯进行聚合得到环烯烃共聚物（COC）。目前COC已被广泛用于制造各种光学镜头棱柱、汽车头灯、液晶显示屏(LCD)用光学薄膜、隐形眼镜等。另外，COC树脂还具有极低的介电常数，可用于电子及电器部件的制造，还因其良好的隔湿性而成为新兴的医药、食品包装材料。COC的主要生产厂家有塞拉尼斯的Ticona、日本瑞翁、日本合成橡胶、三井化学等。

2016年中国专用化学品行业的净利润为1501亿元，占化工行业总利润的29.6%，比2013年的1120亿元（占25.8%）有显著增长。以环戊二烯为原料生产的下游产品多是高附加值的专用化学品，“十三五”期间终端行业的发展为专用化学品行业带来发展机遇。

环戊二烯在不饱和聚酯树脂和精细化工产品中的应用已经比较成熟，在环烯烃和聚双环戊二烯中的应用仍在技术开发中，预计加氢石油树脂、石油树脂和三元乙丙橡胶将是环戊二烯未来发展较快的领域。