一種利用干氣中乙烯生產汽油餾分和液化石油氣的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種煉化企業干氣中乙烯的利用技術，特別涉及一種利用干氣中乙烯 生產汽油餾分和液化石油氣的方法。
【背景技術】
[0002] 目前，煉化裝置中重油催化裂化、催化重整、延遲焦化和柴油加氫裝置均產生大量 的干氣，這些干氣中含有質量分數為5-20%的乙烯。大型煉化企業一般建有下游的化工裝 置，主要是利用干氣作為原料，利用其中的乙烯與苯反應生成苯乙烯，但是該技術往往受限 于苯的供應。
[0003]中小規模煉化企業，缺乏下游的乙烯利用化工裝置，同時，乙烯液化條件苛刻，運 輸成本高，因此在實際生產中，這一部分氣體往往作為廢氣直接燒掉或是作為燃料燒掉，造 成了乙烯資源的浪費。
[0004]為了更好的利用中小煉化企業所產生干氣中的乙烯，利用乙烯疊合反應生成汽油 餾分和液化石油氣組分成為一種新的方向，這樣可以將乙烯轉化為液體和易液化的氣體， 便于運輸，進行綜合利用。其主要機理是在高溫和催化劑的作用下，使乙烯發生疊合、氫轉 移、烷基化、芳構化和異構化等反應，生成汽油餾分和液化天然氣組分，所生成的液化天然 氣可以作為燃料給乙烯疊合提供熱源。
[0005] 《廣州化工》第40卷第1期P114-116公開了催化干氣在HZSM-5和Al2〇3上，疊合生產 高辛烷值汽油的技術，工業裝置運行表面，其汽油餾分收率為39.17%。
[0006] 《石油煉制與化工》第26卷第8期P59-63公開了稀乙烯（15體積％)在ZSM-5和Al2〇3 上生產異丁烯和汽油餾分的技術。
[0007] 中國專利文獻公開號CN102952567A公布了一種利用煉廠干氣生產汽油的方法，其 催化劑包括1.0-13.0質量°/4^VA族元素氧化物、0.1-5.0質量％的稀土氧化物和86-98.9質 量%的復合載體，復合載體由15-85質量°/4^ZSM-5沸石和15-85質量%的粘結劑組成。該法可 有效利用干氣中的乙烯，使其轉化為烯烴和苯含量較低的高辛烷值汽油組分和優質液化 氣。
【發明內容】
[0008]本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種利用干氣中乙烯生產 汽油餾分和液化石油氣的方法，經分離后的乙烯，在催化劑的作用下，轉化為汽油餾分和 液化石油氣。
[0009] 其技術方案是包括以下方法:在0.1-0.5MPa、300-500°C下，乙烯與催化劑接觸，并 進行聚合反應，所述的催化劑為HZSM-5沸石。
[0010] 上述的HZSM-5沸石的氧化硅/氧化鋁的摩爾比為25-100。
[0011]另外，反應溫度為350-450攝氏度、壓力為0 · 2-0 · 4MPa。
[0012]再者，反應時乙烯的體積重量空速為0.2-11^。
[0013] 上述的乙烯純度大于95%。
[0014] 本發明包括以下步驟:原料氣經過原料栗（1)被栗入到加熱爐（2)中，壓力為0.1-0.5MPa，溫度提升至300-500°C，送入聚合塔（3)，在聚合塔（3)中原料氣中的乙烯成分與 HZSM-5沸石接觸反應，經過分離罐(4)、冷凝塔(5)分離出汽油餾分和液化石油氣。
[0015] 本發明的有益效果是：與現有技術相比，該方法采用普通的商用催化劑，成本較 低，汽油餾分產率較高，可達50%以上，汽油餾分中芳烴含量高，在80-90%。液化石油氣中主 要為丙烯，占70%以上。
【附圖說明】
[0016] 附圖1為本發明的流程示意圖； 上圖中：原料栗1、加熱爐2、聚合塔3、分離罐4、冷凝塔5。
【具體實施方式】
[0017] 實施例1:原料氣為乙烯，其中乙烯含量為96.3%，氮氣3.7%，系統壓力0.3MPa，氣體 空速0.4h-SHZSM-5催化劑氧化硅/氧化鋁摩爾比38,比表面積為318m2/g，孔容為0.22cm3/ g，粒徑為0.25-0.38mm，反應時間為5h，反應溫度為400攝氏度。
[0018] 本發明包括以下步驟:原料氣經過原料栗（1)被栗入到加熱爐（2)中，壓力為0.ΙΟ. 5MPa，在加熱爐中 ，溫度提升至 300-500°C，送入聚合塔(3)，在聚合塔(3) 中 原料氣中的乙 烯成分與HZSM-5沸石接觸反應，經過分離罐(4)、冷凝塔(5)分離出汽油餾分和液化石油氣。
[0019] 實施例2:與實施例1不同之處是：原料氣為乙烯，其中乙烯含量為96.3%，氮氣 3.7%，系統壓力0.2MPa，氣體空速0.21Γ1，HZSM-5催化劑氧化硅/氧化鋁摩爾比25，比表面積 為318m2/g，孔容為0.22cm3/g，粒徑為0.25-0.38mm，反應時間為5h，反應溫度為350攝氏度。
[0020] 實施例3:與實施例1不同之處是：原料氣為乙烯，其中乙烯含量為95%，氮氣3.7%， 系統壓力〇.4MPa，氣體空速lh-SHZSM-5催化劑氧化硅/氧化鋁摩爾比100,比表面積為 318m2/g，孔容為0.22cm3/g，粒徑為0.25-0.38mm，反應時間為5h，反應溫度為450攝氏度。
[0021] 其中，上述實施例1中，反應溫度對乙稀疊合性能的影響 選擇了五個不同的反應溫度，考察反應溫度對乙烯疊合的影響。反應結果見表1. 表1
從表1可以看出，隨著溫度的升高，乙烯的轉化率逐漸升高，液體收率先升高后降低，在 400°C達到最高，為49.37%。液體中05-(：12的汽油餾分含量較高，均達到80%以上，隨著溫度 升高，其含量有所降低。汽油餾分中烯烴含量很低，而且隨著溫度升高，逐漸降低;芳烴含量 高，隨著疊合溫度的升高，芳香烴含量逐步升高，氣體產物中，烯烴含量較低，并且隨著溫度 升高，其含量有降低的趨勢，氣體產物中主要為C3-C4的飽和烴，其中C3含量隨著溫度的升 高逐漸降低，C4隨著疊合溫度的升高，逐漸增加。
[0022] 分析其汽油餾分組成，可知，其芳香烴含量很高，不能直接用作汽油燃料，但芳烴 含量高會使得其辛烷值高，是非常理想的提高汽油辛烷值的調和組分。
[0023]分析其氣體組分，可知，該氣體為理想的液化石油氣組分。
[0024]上述實施例1中，反應壓力對乙烯疊合性能的影響 原料氣為乙烯，其中乙烯含量為96.3%，氮氣3.7%，反應溫度為400°C，氣體空速0.處一1，HZSM-5催化劑氧化硅/氧化鋁摩爾比38,比表面積為318m2/g，孔容為0.22cm3/g，粒徑為 0.25-0.38mm，反應時間為5h，選擇了五個不同的反應壓力，考察反應壓力對乙烯疊合的影 響。反應結果見表2. 表2
由表2,可知，在選定的壓力范圍內，壓力對乙烯疊合的影響不大，隨著壓力的升高，汽 油餾分的收率略有增加。
[0025]上述實施例1中，空速對乙稀疊合性能的影響 原料氣為乙烯，其中乙烯含量為96.3%，氮氣3.7%，反應溫度為400°C，反應壓力為 0.3MPa，HZSM-5催化劑氧化硅/氧化鋁摩爾比38，比表面積為318m2/g，孔容為0.22cm3/g，粒 徑為0.25-0.38mm，反應時間為5h，選擇了五個不同的空速，考察反應壓力對乙烯疊合的影 響。反應結果見表3. 表3
由表3可知，隨著空速的升高，乙烯的轉化率和液體產物的產率明顯降低，液體產物中 汽油餾分含量變化不大，芳香烴含量降低，苯含量小幅上升，氣體產物中，C4含量降低明顯。 從提高乙烯轉化率的角度，適當降低空速有利于反應的進行。
[0026]上述實施例1中，催化劑穩定性試驗 原料氣為乙烯，其中乙烯含量為96.3%，氮氣3.7%，反應溫度為400°C，反應壓力為 0.3MPa，HZSM-5催化劑氧化硅/氧化鋁摩爾比38，比表面積為318m2/g，孔容為0.22cm3/g，粒 徑為0.25-0.38mm，空速為0.4h-1，選擇24，48，72，120，240h五個反應時間，對催化劑穩定性 進行了考察。結果見表4. 表4
由表4可知，該商用催化劑穩定性較強，經240h運行，乙烯轉化率、液體收率和氣體收率 均無明顯變化。說明該催化劑穩定性較高。
[0027]另外，實施例2、3的上述反應溫度對乙烯疊合性能的影響、反應壓力對乙烯疊合性 能的影響、 空速對乙稀疊合性能的影響、催化劑穩定性試驗效果較好，不再列表詳述。
[0028]以上所述，僅是本發明的部分較佳實施例，任何熟悉本領域的技術人員均可能利 用上述闡述的技術方案加以修改或將其修改為等同的技術方案。因此，依據本發明的技術 方案所進行的任何簡單修改或等同置換，盡屬于本發明要求保護的范圍。
【主權項】
1. 一種利用干氣中乙烯生產汽油餾分和液化石油氣的方法，其特征是包括以下方法： 在0.1-0.5MPa、300-500°C下，乙烯與催化劑接觸，并進行聚合反應，所述的催化劑為HZSM-5 沸石。2. 根據權利要求1所述的利用干氣中乙烯生產汽油餾分和液化石油氣的方法，其特征 是:所述的HZSM-5沸石的氧化硅/氧化鋁的摩爾比為25-100。3. 根據權利要求1所述的利用干氣中乙烯生產汽油餾分和液化石油氣的方法，其特征 是:反應溫度為350-450攝氏度、壓力為0 · 2-0 · 4MPa。4. 根據權利要求1所述的利用干氣中乙烯生產汽油餾分和液化石油氣的方法，其特征 是:反應時乙烯的體積重量空速為0.2-11Γ1。5. 根據權利要求1所述的利用干氣中乙烯生產汽油餾分和液化石油氣的方法，其特征 是:所述的乙烯純度大于95%。6. 根據權利要求1所述的利用干氣中乙烯生產汽油餾分和液化石油氣的方法，其特征 是包括以下步驟： 原料氣經過原料栗（1)被栗入到加熱爐（2)中，壓力為0.1-0.5MPa，溫度提升至300-500 °C，送入聚合塔(3)，在聚合塔(3)中原料氣中的乙烯成分與HZSM-5沸石接觸反應，經過分離 罐(4)、冷凝塔(5)分離出汽油餾分和液化石油氣。
【專利摘要】本發明涉及一種利用干氣中乙烯生產汽油餾分和液化石油氣的方法。其技術方案是包括以下方法：在0.1-0.5MPa、300-500℃下，乙烯與催化劑接觸，并在其上進行聚合反應，所述的催化劑為HZSM-5沸石。有益效果是：與現有技術相比，該方法采用普通的商用催化劑，成本較低，汽油餾分產率較高，可達50%以上，汽油餾分中芳烴含量高，在80-90%。液化石油氣中主要為丙烯，占70%以上。
【IPC分類】C10L1/04, C10L3/12, C10G50/00
【公開號】CN105462606
【申請號】CN201510985507
【發明人】劉新亮, 張貴才, 尹海亮, 孫洪濤, 郭子棋, 劉臻, 趙琳
【申請人】中國石油大學(華東)
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月25日