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。

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。

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。