2021年中国异戊二烯行业概览.pdf

1 2021年 中国异戊二烯行业概览 2021 China Isoprene Industry Overview 概览标签：C5、碳五馏分、异戊二烯、异戊橡胶、SIS 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等 ）均 系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者 除外 ）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自 复制 、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反 上述 约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员 责任 的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院” 或“ 头豹” 的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机 构，也未授权或聘 用其 他任 何第 三方 代表 头豹 研究 院开 展商 业活 动2 2021LeadLeo 概要 1. 橡胶市场： 中国天然橡胶库存从2018年三季度的57万吨高位逐步下滑，目前区内存储量仅为 20万吨，且短期内天然橡胶需求将保持稳定增长，预计中国天然橡胶库存量将维 持相对低位。 中国合成橡胶以生产低端合成橡胶产品为主，产能严重过剩，而高端合成橡胶产 品发展滞后，产能供不应求，行业整合是必然趋势。行业未来将趋向环保节能型 和高性能高品质型产品发展，以解决合成橡胶生产过程中产生大量挥发性有机物 的问题。 2. 异戊二烯市场： 从全球市场分析，下游个性化及高端化的需求将推动弹性体领域（SIS、SEPS、 SIBR、IIR等产品）成为高纯异戊二烯产品高增速子市场，预计异戊二烯产能未来 将保持稳定 异戊二烯原材料占异戊二烯销售收入比重达70%-80%，因此原材料对异戊二烯供应 商利润影响极大；制备技术、SIS等下游产品需求量、天然橡胶产量等因素亦会影 响供应商利润。 3. 异戊二烯下游应用： 中国异戊二烯橡胶装置闲置率较高，主要工厂将根据市场需求周期调整产量，产 业总体产能足够覆盖行业总体需求，因此未来异戊二烯橡胶价格将保持稳定 2021年全球天然橡胶产量预计将继续下滑至1,180万吨，全球天然橡 胶供应过剩的长期利空正在发生实质性扭转。价格是驱动企业是否决 定使用天然橡胶或合成橡胶制品的首要因素，天然橡胶减产后全球供 给较为紧张，天然橡胶价格或将出现反弹，企业利用异戊橡胶等合成 橡胶代替天然橡胶的意愿预计将提升。 异戊二烯橡胶需求受下游行业使用习惯、异戊二烯成本、天然橡胶供 应及价格等因素影响。异戊二烯橡胶作为与天然橡胶弹性、耐磨性等 性能最接近的合成橡胶，可替代20%的天然橡胶进行生产，因此异戊 二烯长期需求量稳定；随着中国工业生产环保要求不断提高以及网络 购物规模化发展推动包装用胶粘剂需求提升，作为胶粘剂主要原料的 SIS需求量将保持长期增长，生产规模将不断提升。 异戊二烯下游产品如IR、SIS长期需求量提升将稳定拉升异戊二烯价格， 由此带来的潜在高利润率将刺激异戊二烯供应商提升产量3 2021LeadLeo 宏观环境分析 - 10 橡胶行业 - 11 全球橡胶行业发展现状 - 11 中国橡胶行业发展现状 - 12 合成橡胶和天然橡胶关系剖析 - 13 中国橡胶行业发展趋势分析 - 14 异戊二烯行业 - 15 全球异戊二烯行业发展现状 - 15 中国异戊二烯行业发展现状 - 16 中国异戊二烯行业政策法规分析 - 17 中国异戊二烯行业工艺技术对比分析 - 18 中国异戊二烯行业发展趋势分析 - 21 异戊二烯市场供需情况分析 - 22 全球市场概述 - 23 中国异戊二烯行业产能及产量分析 - 24 中国裂解C5、异戊二烯行业产能情况和新增产能计划 - 25 中国异戊二烯行业进出口量分析 - 26 中国异戊二烯市场需求分析 - 27 中国华中地区异戊二烯需求情况 - 28 异戊二烯产品盈利能力分析 - 29 中国异戊二烯价格走势和趋势分析 - 30 中国异戊二烯产品销售、成本及利润情况 - 31 目录 CONTENTS4 2021LeadLeo 异戊二烯下游应用领域分析 - 32 异戊二烯橡胶（IR） - 33 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS） - 34 异戊二烯胶乳 - 35 下游替代产品市场分析 - 36 国际天然橡胶市场分析 - 37 中国天然橡胶市场分析 - 38 方法论 - 39 法律声明 - 40 目录 CONTENTS5 2021LeadLeo Macro-environmental analysis - 10 Rubber industry - 11 The development of the global rubber industry - 11 The development of Chinas rubber industry - 12 Analysis of the relationship between synthetic rubber and natural rubber - 13 Analysis of the development trend of Chinas rubber industry - 14 Isoprene industry - 15 The development of isoprene industry in the world - 15 The development status of isoprene industry in China - 16 Analysis of chinas isoprene industry policies and regulations - 17 Comparative analysis of the process technology of isoprene industry - 18 Analysis of the development trend of isoprene industry in China - 21 Analysis of supply and demand in the isoprene market - 22 Overview of global markets - 23 Analysis of production capacity and output of isoprene industry in China - 24 Chinas cracking C5, isoprene industry capacity and new capacity plan - 25 Analysis of the import and export volume of Isoprene industry in China - 26 Analysis of the market demand for isoprene in China - 27 The demand for isoprene in central China - 28 Analysis of the profitability of isoprene products - 29 Analysis of isoprene price trends and trends in China - 30 Sales, cost and profit of isoprene products in China - 31 目录 CONTENTS6 2021LeadLeo Analysis of the downstream applications of isoprene - 32 Isoprene rubber (IR) - 33 Styrene-isoprene-styrene segment co-polymer (SIS) - 34 Isoprene latex - 35 Downstream alternative product market analysis - 36 International natural rubber market analysis - 37 Analysis of Chinas natural rubber market - 38 Methodology - 39 Legal statement - 40 目录 CONTENTS7 图表1：全球橡胶行业发展现状，基于2020年数据 - 11 图表2：中国橡胶行业发展现状 - 12 图表3：合成橡胶和天然橡胶关系剖析 - 13 图表4：中国橡胶行业发展趋势分析 - 14 图表5：全球异戊二烯行业发展现状，基于2020年数据 - 15 图表6：中国异戊二烯发展现状，基于2020年数据 - 16 图表7：中国异戊二烯行业政策法规分析 - 17 图表8：中国异戊二烯行业工艺技术对比分析 - 18 图表9：中国异戊二烯行业发展趋势分析 - 19 图表10：国际异戊二烯市场概述 - 21 图表11：中国异戊二烯行业产能及产量分析，基于2020年数据 - 22 图表12：中国裂解C5、异戊二烯行业产能情况和新增产能计划，基于2020年数据 - 23 图表13：中国异戊二烯行业进出口量分析，2016-2020年H1 - 24 图表14：中国异戊二烯市场需求分析，基于2020年数据 - 25 图表15：华中地区异戊二烯需求情况 - 26 图表16：中国异戊二烯价格走势和趋势分析 - 28 图表17：中国异戊二烯产品销售、成本及利润情况 - 29 图表18：异戊二烯下游应用领域分析 异戊二烯橡胶（IR） - 31 图表19：异戊二烯下游应用领域分析 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS） - 32 图表20：国际天然橡胶市场分析，基于2020年数据 - 34 图表21：中国天然橡胶市场分析 - 35 图表目录 List of Figures and Tables8 饱和橡胶：主链上无不饱和键的橡胶，橡胶制品的一种。 不饱和橡胶：主链上存在不饱和键的橡胶，橡胶制品的一种。 挥发性有机物：又称VOCs，在常温下沸点为50至260的各种有机化合物。 硬化剂：一类增进或控制固化反应的物质或混合物。 丁基橡胶：合成橡胶的一种，由异丁烯和少量异戊二烯合成。丁基橡胶的主要应用包括轮胎制造、建筑防水等。 共聚物：含有两种或两种以上单体的单元结构。 单体：与同种或他种分子聚合的小分子的统称。单体可通过聚合反应或缩聚反应等形成高分子化合物。 异戊橡胶（IR）：以异戊二烯为主要原料，用于轮胎生产的高性能橡胶，具有良好的弹性、耐寒性（玻化温度-68）及拉伸强度。 异戊二烯：又称2-甲基-1,3-丁二烯，是一种无色易挥发液体。异戊二烯不溶于水，可溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。异戊二烯可通过丙烯二聚法制备，可用于制备 合成橡胶、丁基橡胶单体等。 聚异戊二烯：异戊二烯 （2-甲基-1,3-丁二烯）的聚合物，主要用于制造轮胎，亦用于制作鞋靴、机械、医药、体育器材、胶乳（如避孕套）、乳胶（如乳胶床垫、乳 胶枕）及其他工业制品。 甲基庚烯酮：无色或淡黄色液体，具有柠檬草和乙酸异丁酯般的香气，具有很强的化学反应能力，可衍生出多种产品，是医药、香精和香料合成的重要中间体。 芳樟醇：链状萜烯醇类，有-和-两种异构体，无色液体，具有铃兰香气。 柠檬醛：两种几何异构体组成的混合物，可用作调香剂， 配制柠檬香精，也可用作合成紫罗兰酮和维生素A的原料。 薰衣草醇：薰衣草醇是薰衣草油的一项指标性成分，天然存在于薰衣草油、杂薰衣草油、穗薰衣草油和一些天然精油中。 异戊烷：又称2-甲基丁烷，无色透明的易挥发液体，主要用于有机合成，亦作溶剂。 角鲨烯：在人体胆固醇合成等代谢过程中产生的多不饱和烃类，含有 6 个异戊二烯双键，属于萜类化合物。 角鲨烷：化学稳定性高的动物油脂，对皮肤有较好的亲和性，具有较低的极性和中等的铺展性。 甲基四氢苯酐：优良的有机溶剂，用途广泛，主要用于电子、医药、染料、 香料、化妆品、油漆、涂料、油墨、电镀等行业。 名词解释（1/29 甲基六氢苯酐：环氧树脂固化剂，主要用于电气及电子领域。甲基六氢苯酐具有熔点低、与脂环族环氧树脂组成的配合物粘度低、适用期长、固化物的耐热性高、高温 电性能好等优点，可用于电气设备线圈的浸渍及电气元件的浇铸和半导体的密封，如户外绝缘子、电容器、发光二极管等、数码管等。 光刻胶：光刻成像的承载介质，其作用是利用光化学反应的原理将光刻系统中经过衍射、滤波后的光信息转化为化学能量，进而完成掩模图形的复制。 热熔胶：一种可塑性的粘合剂，在一定温度范围内其物理状态随温度改变而改变，而化学特性不变，无毒无味，属环保型化学产品。 二甲基甲酰胺：一种用途极广的化工原料及用途很广的优良溶剂。二甲基甲酰胺能与除卤化烃以外的多数有机溶剂任意混合，对多种有机化合物和无机化合物均有良好 的溶解能力和化学稳定性。 乙腈：无色液体，极易挥发，有类似于醚的特殊气味，有优良的溶剂性能，能溶解多种有机、无机和气体物质。乙腈有一定毒性，与水和醇无限互溶。 N-甲基吡咯烷酮：一种有机化合物，无色透明油状液体，微有胺气味。N-甲基吡咯烷酮挥发度低，热稳定性、化学稳定性均佳，能随水蒸气挥发。 N-甲基吡咯烷酮易 溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯、氯仿和苯，可溶解大多数有机与无机化合物、极性气体、天然及合成高分子化合物，在锂电、医药、农药、颜料、清洗剂、绝 缘材料等行业中广泛应用。 SIS：即Styrene-Isoprene-Styrene，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物，是一种与天然橡胶性能相似的热塑性弹性体。 SBS：即Styrene-Block-copolymerS，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，是世界产量最大、与天然橡胶性能最为相似的一种热塑性弹性体。 SEBS：即Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene，以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物，具有良好的稳定性和 耐老化性。 SEPS：即Styrene-Ethylene-Propylene-Styrene，以SIS为原料制备的一种热塑性弹性体。 弹性体：在弱应力下形变显著，应力松弛后能迅速恢复到接近原有状态和尺寸的高分子材料。 碳五（C5）：主要指石油裂解制乙烯过程中副产的含有五个碳原子的烃类混合物。 碳九（C9）：主要指石油裂解制乙烯过程中副产的含有五个碳原子的烃类混合物。 绉片胶：用胶乳凝块或杂胶为原料，经洗涤、压炼成表面有皱纹、经自然风干或热风干燥而制成的橡胶。 烟片胶：一种天然橡胶商品，是将采集的天然橡胶乳稀释、加酸凝聚，所得胶料经滚筒滚压后再经树烟熏干生成的胶片。 名词解释（2/210 2021LeadLeo 宏观环境分析 中国天然橡胶需大量依赖进口，天然橡胶应用场景广泛 中国合成橡胶行业将持续低端产能整合及环保节能化生产转型的趋势 美国、中国、日本及西欧等区域对异戊二烯需求较高 异戊二烯产能预计未来将保持稳定，异戊二烯生产环节效率与环保程度将提升 弹性体领域（SIS、SEPS、SIBR、IIR等）将成为高纯异戊二烯产品高增速子市场 1 一 宏观环境分析 二 异戊二烯市场供需情况分析 三 异戊二烯产品盈利能力分析 四 异戊二烯应用领域分析 五 下游替代产品市场分析11 2021LeadLeo 49.3% 19.2% 18.4% 13.1% 来源：头豹研究院编辑整理 橡胶分类方式及产品种类多样，全球范围内橡胶种类已超过1,000种；2020年亚太地区是全 球最大的橡胶生产地，占全球橡胶市场产量的49.3% 全球橡胶制品产量分布情况 橡胶行业 发展现状 全球橡胶行业发展现状，基于2020年数据 分析 亚太地区 北美地区 欧洲地区 其他地区 全球橡胶制品分类 按制取来源 分类 天然橡胶 按外观表征 分类 按化学结构 分类 合成橡胶 固体橡胶 乳状橡胶 不饱和橡胶 饱和橡胶 液体橡胶 粉末橡胶 二烯类硫化型橡胶 其他弹性体 非二烯类硫化型橡胶 非硫化型橡胶 产量占比约为47% 产量占比约为53% 分类： 世界橡胶工业发展历史超过160年，是许多发 达国家的重要传统产业。橡胶分类方式及产 品种类多样，按照牌号统计，全球范围内橡 胶种类已超过1,000种 其中，按橡胶的制取方式和来源分类，橡胶 可分为天然橡胶和合成橡胶两类，其中天然 橡胶产量约占橡胶总产量的47%，合成橡胶产 量约占橡胶总产量的53% 产量分布： 全球天然橡胶生产地高度集中，泰国和印度 尼西亚占全球天然橡胶总产量的62% 全球合成橡胶生产地集中度稍低，中国和美 国占全球合成橡胶总产量的36% 由于拥有主要的天然橡胶及合成橡胶生产国， 2020年亚太地区是全球最大的橡胶生产地， 占全球橡胶市场产量的49.3% 根据分子链有无双键12 2021LeadLeo 来源：国家统计局，头豹研究院编辑整理 天然橡胶下游应用场景广泛，中国天然橡胶大量依赖进口；合成橡胶进口依赖度低，未来合 成橡胶将面临行业低端产能整合及环保节能化生产转型 维度 橡胶行业 发展现状 中国橡胶行业发展现状 现状分析 2020年，新冠疫情降低全球天然橡胶需求 受天然橡胶生产周期影响，2021年全球天 然橡胶供应量降低，并在未来几年供应量会 持续减少 天然橡胶具有优良的回弹性、绝缘性、隔水性及可塑性等特性 天然橡胶目前已广泛应用于医疗卫生、交通运输、工业、农业、国防军工及 日常生活等场景 合成橡胶应用场景主要应用于民用场景和工业领域 民用场景：胶带、胶管、制鞋类、汽车轮胎 工业领域：电缆、交通道路、公共基础设施工程 2020年，中国合成橡胶产量约为739.8万吨，约占全球总产量47% 2020年，中国合成橡胶消费量约为840.8万吨，约占全球总消费量55% 中国合成橡胶进口依赖度较天然橡胶低，2020年进口量约为101万吨 2020年，中国天然橡胶产量约为69.2万吨，约占全球总产量5% 2020年，中国天然橡胶消费量约为551.6万吨，约占全球总消费量40% 中国天然橡胶产量远低于消费量，天然橡胶需大量依赖进口 中国合成橡胶以生产低端合成橡胶产品为主， 产能严重过剩，而高端合成橡胶产品发展滞 后，产能供不应求，行业整合是必然趋势 供给 减少 行业 整合 发展现状 天 然 橡 胶 合 成 橡 胶 供需 现状 应用 现状 供需 现状 应用 现状 短期内天然橡胶需求将保持稳定增长，中国 天然橡胶库存从2018年三季度的57万吨高 位逐步下滑，目前区内存量仅为20万吨， 因此中国天然橡胶库存量将维持相对低位 合成橡胶生产过程中产生大量挥发性有机物 （VOCs），为解决此问题，行业未来将趋 向环保节能型和高性能高品质型产品发展 库存 维持 低位 绿色 环保13 2021LeadLeo 来源：Wind，头豹研究院编辑整理 2011-2020年，合成橡胶与天然橡胶的价格波动下降；合成橡胶与天然橡胶价格变化相关性 显著，天然橡胶价格波动较合成橡胶波动更为剧烈 合成橡胶与天然橡胶价格关系（按周度数据分析），2010-2020年 橡胶行业 关系剖析 合成橡胶和天然橡胶关系剖析 分析 0 5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000 35,000 40,000 45,000 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 合成橡胶 天然橡胶 注：部分周数据缺失导致曲线存在断点 单位：人民币元/吨 回归结果 观测值 382 因变量 合成橡胶价格 自变量 天然橡胶价格 值 0.84 R-squared 0.8994 P值 0.000 2011-2020年，天然橡胶及合成橡胶 产能大幅扩增，合成橡胶与天然橡胶 的价格波动下降：天然橡胶价格从 2011年最高约42,000元/吨降至2020 年约14,000元/吨水平；合成橡胶价格 从2011年最高约35,300元/吨水平降 至2020年约10,200元/吨水平 根据回归结果，合成橡胶与天然橡胶 回归P值为0.000，相关性显著 天然橡胶来源于橡胶树种植，合成橡 胶来源于石油、天然气等不可再生能 源制备。由于橡胶种植对于气候要求 高，橡胶种植面积与产量会根据气候 大幅波动，因此天然橡胶价格波动较 合成橡胶波动更为剧烈。根据回归结 果，合成橡胶价格变动约为天然橡胶 价格变动的0.84倍14 2021LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 中国天然橡胶预计将长期依赖进口，且受国际产量下降影响，天然橡胶价格可能触底回升； 合成橡胶产业升级，高端合成橡胶需求将提升，企业将提升技术研发与产品创新投入 橡胶行业 发展趋势 中国橡胶行业发展趋势分析 即使中国天然橡胶对外需求度高，但综合橡胶 种植的经济效应（橡胶价格长期下行）、橡胶 种植对于气候的要求以及中国种植土地的紧张 程度，中国天然橡胶种植面积不会扩张 2020年，泰国、印度尼西亚与越南天然橡胶产量占全球69%，其中泰国是中 国天然橡胶最大的进口来源国 2021年泰国橡胶产区受落叶病侵袭，预计全年泰国天然橡胶将减产14% 合成橡胶行业下游客户需求多样化，对合成橡胶耐热性、耐磨性等各类性质 提出更高要求，合成橡胶生产商的技术工艺不断往高端化、环保化和定制化 方向发展 中国工业4.0发展加速，至2025年，电缆、交通道路、公共基础设施工程等 行业对合成橡胶需求量预计增加超30% 交通道路、基础建设等合成橡胶应用场景对合成橡胶提出更高的环保及性能 要求 中国天然橡胶高度依赖进口，2020年中国天然橡胶消费量87.4%来源于进口 由于橡胶种植对气候要求极高，高温、多雨、静风气候对于橡胶种植较有利， 中国主要天然橡胶生产基地仅位于海南与云南西双版纳地区 合成橡胶对道路改性沥青抗车辙及耐磨耗能力 提升显著，随着中国公路和防水工程建设项目 数量增加，合成橡胶在工业领域内应用需求将 提升 长期 依赖 进口 需求 提振 天 然 橡 胶 合 成 橡 胶 对内 供给 对外 需求 产业 升级 技术 升级 2001-2020年，全球天然橡胶供给保持3%的复合 增速稳定上升；2011年后天然橡胶价格持续下 降，受疾病影响全球天然橡胶供给将出现大幅 下滑，天然橡胶价格可能触底回升 客户需求推动合成橡胶企业将提升技术研发和 产品创新投入；2020年头部合成橡胶企业如中 鼎控股、时代新材研发投入营收占比均超5% 价格 触底 回升 技术 研发 维度 发展趋势分析 客观事实 & 变革驱动因素15 2021LeadLeo 主要地区 来源：头豹研究院编辑整理 异戊二烯主要用途为制备异戊橡胶、SIS等合成橡胶；全球异戊二烯主要产区包括北美、东北 亚、中东、俄罗斯等；美国、中国、日本及西欧等区域对异戊二烯需求较高 异戊二烯主要用途 异戊二烯 发展现状 全球异戊二烯行业发展现状，基于2020年数据 异戊二烯全球主要产区与使用区域 异 戊 二 烯 异戊橡胶 SIS 丁基橡胶 共聚单体 合 成 橡 胶 精 细 化 工 产 品 维生素 药物 香料 环氧硬化剂 原料消 耗占比 约为90% 原料消 耗占比 约为10% 制备方法 产区 使用区域 北美 东北亚 中东 俄罗斯 裂解C5 馏分 分离 反应 制取 * 美国 中国 日本 注 * ：可通过异丁烯、异戊烷脱氢及异丁烯-甲醛合成法制取 西欧 分析 供给现状： 裂解C5是石脑油或其他重质等裂解原料蒸汽 裂解制乙烯过程中副产物。裂解C5中含量较 多的组分为异戊二烯、间戊二烯与环戊二烯 全球异戊二烯主要用途为制备异戊橡胶、SIS 等合成橡胶，2020年全球异戊二烯主要产区 包括北美、东北亚、中东、俄罗斯等石油化 工产业发达地区 2020年，全球异戊二烯使用区域与合成橡胶 主要产地重合度较高，包括美国、中国、日 本及西欧等区域 产业链成熟度： 美国和日本异戊二烯利用率高于中国，产业 规模亦较大，其中美国产业规模为中国两倍。 相较美国及日本，中国异戊二烯分离装置较 小，综合利用率不足60%，高端产品种类少， 下游应用场景仍待挖掘16 2021LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 合成橡胶是异戊二烯最主要的下游用途，异戊橡胶、SIS及SEPS是异戊二烯下游的主要产品； 异戊二烯产品主要用于生产橡胶、医疗材料及化学物质改性等领域 异戊二烯 发展现状 主要产品 中国异戊二烯下游主要产品 中国异戊二烯发展现状，基于2020年数据 应用领域分析 主要应用领域 丁基橡胶 精 细 化 工 合 成 橡 胶 SEPS SIS 异戊橡胶 柠檬醛 芳樟醇 甲基庚烯酮 角鲨烯 薰衣草醇 甲基六氢苯酐 甲基四氢苯酐 角鲨烷 二氯异戊烷 光刻胶 合成润滑油添加剂 橡胶硫化剂 催化剂 顺-1,4-聚异戊二烯 反-1,4-聚异戊二烯 3,4 -聚异戊二烯 轮胎及其他天然橡胶替代场景 热熔胶、医疗材料 轮胎添加成分 鞋类制造、沥青改性、聚合物改性、 黏合剂 光纤光缆填充油膏、改性剂、化妆 品、高透明医用材料 汽车及飞机轮胎内胎 耐高温、耐老化、 耐化学腐蚀、高弹性 耐高温、耐老化、耐臭氧、耐溶剂、 电绝缘、减震及低吸水 热塑性弹性体 与天然橡胶性 质类似 与巴拉塔橡胶性 质类似 湿抓地能力 合成橡胶： 合成橡胶是异戊二烯最主要的下游用 途，异戊橡胶具有与天然橡胶相似的 化学组成、立体结构和力学性能 生产SIS所消耗的异戊二烯占比最高 （65%），产品主要用于制鞋（40%）、 沥青改性（25%）、聚合物改性（15%） 以及黏合剂（10%）等领域 SEPS是由SIS选择加氢而得的产品，产 品主要用于润滑油增黏及润滑油脂领 域（55%）丁基橡胶由异丁烯和少量异 戊二烯合成，中国超90%丁基橡胶用于 轮胎生产 精细化工： 异戊二烯精细化工产品多样，但应用 占比较少，所消耗异戊二烯原料占比 低于20% （此段括号中数字为原材料消耗占比17 2021LeadLeo 来源：国务院、商务部、生态环境部、发改委、国家质量监管检验检疫总局、国家标准管理委员会、头豹研究院编辑整理 国务院、商务部、发改委等部门围绕环境保护、需求提振、产业升级及行业规范等维度，通 过一系列政策助力合成橡胶、石油裂解等行业专业化发展 异戊二烯 产业政策 中国异戊二烯行业政策法规分析 加快建立健全绿色低碳 循环发展经济体系的指导 意见 2021-02 国务院 到2025年，能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，合 成橡胶等行业生产过程中主要污染物排放总量持续减少，碳 排放强度明显降低 能源行业环保要求提升将 促进异戊二烯技术革新， 降低生产过程碳排放 关于提振大宗消费重点 消费促进释放农村消费潜 力若干措施的通知 2021-01 商务部等12部门 稳定和扩大汽车消费，释放汽车消费潜力，鼓励有关城市优 化限购措施，增加号牌指标投放，开展新一轮汽车下乡战略 鼓励有条件的地区对农村居民购买3.5吨及以下货车、1.6升 及以下排量乘用车、对居民淘汰国三及以下排放标准汽车以 及对居民购置新车给予补贴 货车及乘用车需求提升推 动合成橡胶需求提高 新化学物质环境管理登 记办法 2020-05 生态环境部 加强新化学物质生产、进口环节的环境管理 预防和减少新化学物质在中国境内的无序使用和环境污染 推动相关行业绿色创新和高质量发展 化工行业环保要求提升将 推动异戊二烯绿色技术创 新，降低污染物排放 产业结构调整指导目录 （2019年本） 2019-11 发改委 推动高性能合成橡胶研发与生产 鼓励大型发电机组、大型石油化工装置设备建设，淘汰落后 生产工艺装备 合成橡胶产业整合加速， 中高端橡胶研发与生产占 比预计提升 GB/T 557-2208 合成橡 胶牌号规范 2018-06 国家质量监管检验 检疫总局、国家标 准管理委员会 修订合成橡胶牌号规定原则并增加格式规定 有助于维护行业秩序，加强合成橡胶行业产品管理能力，促 进行业向规范化和健康化发展 促进橡胶行业规范化发展， 行业效率提升 政策名称 颁布时间 颁布主体 主要内容 政策方向 环境保护 需求提振 环境保护 产业升级 行业规范 政策分析18 2021LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 异丁烯-甲醛法合成法在各类通过反应制取异戊二烯的方法中经济效应最好；日本横滨橡胶、 理研、Zeon通过研发制作一种高活性酶实现生物制备异戊二烯途径 异戊二烯 工艺技术 俄罗斯、日本异戊二烯行业工艺技术对比分析 俄罗斯异戊二烯主要合成技术 日本异戊二烯生物合成技术 异丁烯-甲醛 法合成 异戊烷两步 催化脱氢 反 应 制 取 异丁烯-甲醛 一步法 异戊烷氧化 脱氢 由异丁烯馏分和甲醛在酸催化剂存在下合成 DMD，分离提纯后DMD在稀释蒸汽存在下，以 磷酸钙为催化剂分解生成异戊二烯，经分离提 纯后得到异戊二烯单体 第一步脱氢反应后得到30%异戊烯和2%异戊二烯， 转化率约为40%；第二步脱氢反应使用磷酸盐催 化剂，用化学法去除环戊二烯，并水洗除去羧 基化物，并通过镍催化剂去炔烃后得到精异戊 二烯 利用异丁烯和甲醛催化合成甲基二羟基丁烷， 不经分离分解生成异戊二烯，副产物主要为C5 不饱和醇，副产物仅为两步法的1/3 通过氧化反应生成过氧化物，再通过氧化反应 生成环氧化物和醇类，最后循环回到反应器产 生异戊二烯，副产品为丙酮、醋酸等 异丁烯价格约为7,100元/吨，甲 醛价格较为低廉（1,000元/吨）， 此方法反应转化率高（70%）， 经济效应好，利润较高 异戊烷价格最低约为7,400元/吨， 且供应商数量较低；反应所需温 度高，总体成本较高，总体经济 效应较低 异丁烯价格约为7,100元/吨，副 产物少，经济效益好，但技术尚 未规模化运用 异戊烷价格较高，但反应条件较 两步法低，总体经济效应较两步 法有所提升 合成技术 合成流程 日本横滨橡胶公司、日本理化学研 究所（理研）和日本瑞翁公司 （Zeon）通过共同研究首次开发出 可由生物质高效生成异戊二烯技术 横滨橡胶、理研以及瑞翁从2013年 开始推进共同研究，2015年利用“in silico代谢设计技术”，在计算机仿 真中发现异戊二烯的合成方法 异戊二烯生物合成技术即以此为基 础，首次构筑人工途径并制作高活 性酶，创造出具备优异的异戊二烯 生成能力的细胞，成功在该细胞内 （in vivo）完成从起始原料生物质 （糖）到异戊二烯生成的全过程 异戊二烯生物合成技术研究过程中 亦使用理研环境资源科学研究中心 （CSRS）保有的细胞设计技术和植 物科学技术 经济效益分析19 2021LeadLeo 采用提高溶剂操作温度的方法，扩大可使用溶剂的馏程范 围，改善焦油在管道中的流动性 增加流量控制，使焦油的溶解与溶剂进料速度匹配合理 采用锚式搅拌器，增强搅拌效果，提高溶解速度 来源：头豹研究院编辑整理 异戊二烯分离技术可分为萃取精馏法与共沸精馏法，其中萃取精馏法中的二甲基甲酰胺法是 中国异戊二烯分离产业主流方式 异戊二烯主要分离技术对比 异戊二烯 工艺技术 中国异戊二烯行业工艺技术对比分析 分析 二甲基甲 酰胺法 （DMF法） 乙腈法 （ACN法） 沸超精馏 和萃取蒸 馏耦合法 以二甲基甲酰胺为溶剂抽提 碳四烃、碳五烃（包括异戊 二烯）后通过焦油溶解 将循环ACN和C5抽余油在 聚合物萃取塔溶解，使二聚 物和多聚物进入到油相，脱 除绝大部分二聚物和多聚物 以N-甲基吡咯烷酮为溶剂 抽提碳四烃、碳五烃（包括 异戊二烯）后通过焦油溶解 分离技术 分离流程 方法特征 & 优势 适合循环溶剂中水、二聚物和多聚物含量超标时异戊二烯 的抽提流程 可保持循环乙腈具有良好的萃取性和选择性 工艺操作安全可靠，溶剂损耗低 N-甲基吡咯烷酮沸点高，蒸汽压小，毒性低，溶解性好， 可作为聚合物反应的良好溶剂 工艺操作安全可靠，溶剂损耗低 N-甲基吡咯烷酮具有极性强，无毒无腐蚀，易回收等特点 主要厂商 萃 取 精 馏 法 共 沸 精 馏 法 N-甲基吡 咯烷酮法 （NMP法） 缓解使用溶剂带来的溶剂毒性、回收、分解、环保等问题 缓解高温下环戊二烯、炔烃存在的阻聚问题 此方法同时可得到较高浓度的间戊二烯浓缩物 采取共沸超精馏得到异戊二 烯-正戊烷共沸物 继而用萃取蒸馏分离得到聚 合级异戊二烯 中国大型乙烯装置产 生的碳五馏分大部分 在产地附近即可完成 分离过程 DMF法全分离15万吨 装置是中国异戊二烯 分离产业主流装置 以 ExxonMobil 、 抚 顺 伊科斯为代表的企业 采用ACN法分离异戊 二烯 另外，行业中亦存在 小规模工厂通过简单 分离方式，如二聚、 脱除DCPD等方法，制 备石油树脂等产品20 2021LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 低能耗、高转化率的合成技术尚未大量商用，综合而言合成法制备成本更高；分离法技术发 展成熟，且原料成本可控，将是中国长期异戊二烯主流制备方法 异戊二烯 工艺技术 中国异戊二烯行业工艺技术对比分析 异戊二烯生产方法总结 中国异戊二烯工艺研发现状 合 成 法 共沸精 馏法 二甲基甲酰胺法 （DMF法） 乙腈法 （ACN法） 沸超精馏/萃取蒸馏耦合 N-甲基吡咯烷酮法 （NMP法） 萃取精 馏法 反应 制取 异丁烯-甲醛法合成 异戊烷两步催化脱氢 异丁烯-甲醛一步法 异戊烷氧化脱氢 分 离 法 中国主要异戊二烯供应商均布局异戊二烯工艺研发，如宁波 金海晨光研发出的异戊二烯制备方法步骤如下： 1. 将三聚甲醛完全溶解在叔丁醇中计量后作为第一股物料送至 合成反应器内 2. 将异丁烯作为第二股物料送至合成反应器内，进行Prins反应 3. 在合成反应器的出口得到含碳五烯醇的混合液送至汽提塔内 进行气液分离，在气液分离器的顶部出口得到未反应的异丁 烯，气液分离器的底部出口得到富碳五甲醇混合液 4. 将富碳五甲醇混合液送至分解反应器内，在Al2O3催化作用 下进行脱水反应，生成异戊二烯混合物 5. 将异戊二烯混合物倒入到分相器内，分离出污水后导入精馏 塔，在精馏塔的塔顶出口得到异戊二烯，精馏塔的塔底出口 得到副产物 中国科学院微生物研究所于2021年1月20日宣布其研发出生 物法合成异戊二烯的技术：以葡萄糖为原料，利用大肠杆菌 工程菌株采用发酵法生产异戊二烯，其异戊二烯生产强度超 2.75g/L/h，转化率达到0.27g/g葡萄糖，发酵水平超过60g/L。 这种新型异戊二烯合成途径可有效降低异戊二烯生产成本 制备方法 成本及经济效益 合成法主要原料异丁烯、异戊烷价格均超 7,000元/吨，且部分原料供给不充足，大量 异戊二烯的制备需求可能推高原料成本，进 而加重异戊二烯生产企业成本负担 低能耗、高转化率的合成技术尚未大量商用， 目前大量先进方法仍停留在实验室阶段，更 高效的催化剂或制备环境仍在研发进程中 综合而言，合成法制备成本更高，未在中国 广泛商用 分离法的主要原料来自C5馏分，裂解C5下游 需求推动裂解C5产能于2018-2019年大量布 局并于2020年大量投产，2020年新增C5年产 能超90万吨。目前中国裂解C5产能高于裂解 C5表现需求量，用以制备异戊二烯的原料充 足且价格预计保持稳定 分离法技术发展成熟，且原料成本可控，方 法经济效益高，未来仍将是主流制备方法21 2021LeadLeo 来源：头豹研究院编辑整理 异戊二烯生产环节效率与环保程度将提升；未来，弹性体领域（SIS、SEPS、SIBR、IIR等）将 成为高纯异戊二烯产品高增速子市场 异戊二烯 发展趋势 中国异戊二烯行业发展趋势分析 异 戊 二 烯 制 备 与 应 用 流 程 发 展 趋 势 分 析 裂解C5 萃取精馏 异戊二烯 其他产品 异戊橡胶 其他化工及精细化工产品 橡胶弹性体 固化剂 医药、香料及农药等 产能趋势 技术趋势 应用趋势 2020年，中国工业用异戊二烯产能约23 万吨，2016-2020年中国异戊二烯产能 增速较稳定 中国异戊二烯主要用途为生产异戊二烯 橡胶及SIS，其中异戊二烯橡胶消费量占 比约25%，SIS消费量占比约为54% 由于供给与需求端均较稳定，预计异戊 二烯产能未来保持稳定 高效生产：各国不断进行异戊二烯制备与 精馏方法研发，并将新型合成与精馏技术 投入应用，如日本持续研发并完善通过细 胞制备异