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之前我們說過烴是一種碳氫化合物，是指僅有碳氫兩種元素組成的一類化合物的總稱；碳四烴是指含有四個碳原子的烴。碳四家族包含六種物質(zhì)，如下圖所示，紅色球代表氫原子，藍色球代表碳原子。
碳四家族六成員
碳四烴主要來自于煉油廠煉油過程中產(chǎn)生的大量混合氣體，其主要成分是一些長鏈烴，長鏈烴導(dǎo)入特殊裝置能夠?qū)㈤L鏈烴變成短鏈烴，這個過程就好像一個拿著剪刀的機器人，把一根長繩剪成不同長度的短繩。這些“短繩”通常包括丁二烯、異丁烯、正丁烯、正丁烷和異丁烷等組分。我國煉油廠生產(chǎn)的碳四烴餾分（不同沸點下含碳數(shù)為4的組分）大部分用于生產(chǎn)汽油或工業(yè)和民用燃料，部分用于生產(chǎn)潤滑油添加劑，還有部分被用來生產(chǎn)一些化工產(chǎn)品如甲基叔丁基甲醚、烷基酚和仲丁醇等。
（生活離不開衣食住行，而碳四烴無形地幫助和影響著我們的衣食住行。我們?nèi)粘４┑囊路⒋鞯拿弊印⑻岬氖痔岽热沼闷酚胁簧倬褪怯煤铣衫w維紡織而成的；我們穿的形形色色的衣服需要用到的各種各樣顏色的染料、洗衣服用到的各種各樣的塑料桶和盆都是通過碳四烴與其他原料合成的合成纖維、染料和塑料樹脂制成的。染料是能使纖維和其他材料著色的物質(zhì)，在染料的生產(chǎn)過程中，溶劑是一個非常重要的組成部分，正是這些溶劑的存在才能溶解各種不同的化學(xué)組分，進而生產(chǎn)出各種顏色的燃料，碳四家族產(chǎn)品中可合成乙酸仲丁酯、乙酸正丁酯等溶劑。我們做飯通常用的液化石油氣（LNG）是一種從油氣田、煉油廠或乙烯廠石油氣中獲得的混合氣體，主要由丙烷、丁烷兩種氣體組成，通常還含有少量的丙烯和丁烯，其中的丁烷和丁烯就是碳四家族成員。以前空調(diào)使用的制冷劑氟利昂由于污染環(huán)境，目前已經(jīng)被丁烷替代大規(guī)模作為空調(diào)冷凍劑，丁烷還可作為氣體膠促進劑、聚乙烯聚合及發(fā)泡劑等。
我們所穿的鞋子絕大部分鞋底都是采用橡膠制作的，而生產(chǎn)橡膠常用的原料之一就是碳四烴。開車所使用的汽油中有一種叫做甲基叔丁基醚（MTBE）的石油添加劑，它能改善汽油燃燒效率，使得汽油盡可能地充分燃燒；如果不添加這種石油添加劑，那么汽油不能充分燃燒，汽車冒出滾滾濃煙，污染環(huán)境，而甲基叔丁基醚正是以碳四家族成員異丁烯為原料合成的。以異丁烯為原料還能合成車用內(nèi)外胎。以異丁烯為原料還能合成甲基丙烯酸甲酯，進而通過聚合反應(yīng)合成聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯是生產(chǎn)計算機液晶屏幕、電視機屏幕、飛機或汽車用的透明玻璃、罩杯、各種光學(xué)儀器、裝飾品、廣告牌、光導(dǎo)纖維、光盤和光學(xué)透鏡的重要原料之一。
此外,以碳四家族成員丁二烯為原料與其他單體如苯乙烯和丙烯等進行聚合反應(yīng)，可制備ABS、SBS、SBR和SBL等不同用途的工程塑料、合成橡膠來做成各種民用、醫(yī)用、軍用材料及產(chǎn)品。由此可見碳四家族成員力量的強大。
惠州大亞灣石化工業(yè)區(qū)落戶企業(yè)-李長榮化學(xué)工業(yè)股份有限公司投資7180萬美元成立的惠州李長榮橡膠有限公司，已于2008年底建成投產(chǎn)，年產(chǎn)30萬噸/年丁苯熱塑性彈性體SBS項目的原料之一就有“碳四家族”中的丁二烯。惠州宇新化工有限責(zé)任公司投資額5.83億元，經(jīng)營15萬噸/年各種乙酸酯，其中乙酸中丁酯項目5萬噸/年，2014年12月完成，生產(chǎn)乙酸中丁酯的原料之一——2-丁醇也是由碳四家族成員2-丁烯變化而來。巴斯夫投資有限公司投資2800萬美元成立的巴斯夫造紙化學(xué)品（惠州）有限公司，經(jīng)營10萬噸/年丁苯膠乳的原料之一也是由碳四家族成員丁二烯合成。中海石油煉化有限責(zé)任公司、韓國LG化學(xué)共同投資25.17億元成立的中海油樂金化工有限公司，經(jīng)營30萬噸/年ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)的項目（一期15萬噸/年），ABS生產(chǎn)原料也要用到碳四家族成員丁二烯。由此可以看出丁二烯的用途廣泛，而丁二烯只是碳四家族主要成員之一，碳四家族成員丁烯、丁烷、丁炔等都是用途非常大的石油化工原料，碳四家族在石油化工產(chǎn)品中的重要地位可見一斑。
供稿人：宋波