专利名称：轻烃、裂解c的制作方法
技术领域：
本发明涉及用轻烃、C5馏分为基础组分，加入改善油品性能的添加剂的合成汽油。
背景技术：
从天然气中回收的轻烃和乙烯裂解生产过程中产生的副产品C5馏分，来源丰富，价格低。然而目前这两种副产品的利用状态不甚合理，在部分作为炉用燃料烧掉，造成宝贵石油资源的浪费。另一方面，我国的石油消费仅次于工业大国美国和日本，为第三大石油消费国，石油消费约三分之一依赖进口。近年来浙江、上海、江苏等地直接用轻烃作为城市公交车和出租车燃料的报导。这种直接利用，出于轻烃价格便宜，从运营的经济性考虑，虽然有一定的吸引力，然而，从轻烃本身的油性上看，存在辛烷值低，RON只有55-60、馏分偏轻、蒸汽压不合要求等问题，带来汽车动力性差，爆震严重，机械寿命短等一系列后患。因而，不可能推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，综合利用轻烃、裂解C5馏分等副产品，提高合成汽油的质量，使其完全符合现行国家质量标准并满足环保的要求。
轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，以轻烃、裂解C5馏分为主料，以混合C8芳烃、重芳烃C9为辅料的90#、93#、97#无铅汽油，其特征在于组分重量百分比％轻烃40-52、裂解C5馏分30-39、混合C8芳烃12-18、重整重芳烃6-11、MTBE 3-7、TAME 3-7、复合添加剂0.15-0.40。
本发明的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油具有如下几方面的特点1、烯烃含量低，优于普通汽油。从表5中反映出国家标准是35％，而本发明的90#、93#汽油中的烯烃含量低于20％，97#有时略高于20％。汽油中烯烃含量高，稳定性差，容易生成胶质，积碳增加；造成油路结垢以至堵塞。国外许多国家车用汽油中烯烃含量都控制在20％以下。
2、馏分分布较窄，有良好的气化和挥发性能，其90％组分的蒸发温度均低于150℃。一般的车用汽油生产，为了增加汽油收率。终馏点控制在200-205℃之间，汽油馏分较宽，挥发性差，带来燃烧不完全，尾气排出的CO、HC化合物增加。
3、芳烃含量低，一般不超过20％。芳烃虽然可以增加汽油辛烷值，然而过高的芳烃含量带来汽油机排污严重。
4、从排放尾气和油耗测试结果看，两种试验车型尾气中HC化合物下降40-50％；CO下降24-32％；百公里油耗下降13-15％，说明轻烃、裂解C5馏分合成汽油具有良好的燃烧、环保和节油性能。
尾气及油耗测试结果，见表1、表2车型桑塔纳普通型、无三元催化装置、化油器发动机表1 桑塔纳轿车对比测试结果项目 某厂90号 轻烃、裂解C5合成 下降％无铅汽油 90#无铅汽油HC化合物 1090 660 39.4CO 5.53.7 32.7油耗，L/100km 10.4 8.8 15.4车型红旗7220型，无三元催化装置，电喷型发动机，车号京EU3732表2 红旗轿车对比测试结果项目 某厂90号 轻烃、裂解C5合成下降％无铅汽油 90#无铅汽油HC化合物 789 360 54.4CO3.3 2.5 24.2油耗，L/100km 12.1 10.5 13.具体实施方式
本发明合成车用清洁汽油的组分、配比见表3其特征是三种型号的油品各有两种组分配比方式，其质量均符合标准；组分中作为基础油的轻烃和裂解C5馏分之和，所占比份应控制在75-80％左右。
表3 轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油的组分重量百分比％
为保证产品质量，在基础油范围内应灵活调节附加组分和添加剂的加入量，改善合成汽油的馏分组成、蒸汽压及辛烷值等指标。本发明合成汽油中含有较多烷烃，一般超过40％，含氧化合物MTBE和有机无灰辛烷值增进剂配伍后增值效应比较突出，本发明的复合添加剂就是一种无灰辛烷值增进剂。
复合添加剂由辛烷值增进剂、汽油清净剂复合而成，其特征在于合成汽油中清净剂的量应控制在0.003～0.004％。辛烷值增进剂和汽油清净剂的配制公式T=0.003~0.004×100a]]>式中T为复合剂中清净剂含量；a为汽油中辛烷值增进剂含量。
一般条件下，首先确定合成汽油中辛烷值增进剂量，再用上式计算出复合剂中的清净剂量。
辛烷值增进剂由甲基苯基醚、异丁酯、乙基叔丁基醚和酰胺或芳胺共溶混合液组成。汽油清净剂由主剂和辅剂组成，其特征是主剂占清净剂含量的98-99％，辅剂占清净剂的1-2％。主剂清净分散剂的成分为聚苯乙烯聚醚胺，含有极性基团和非极性基团，分子量一般为1,000-2,000；在1,400-1,600时清净效果最好。辅剂由抗氧化、抗乳化、防锈、减磨作用的化合物组成，辅剂中的抗氧剂选用N，N’-二叔丁基邻苯胺，其作用是抑制烯烃光氧化生成胶质，减少沉积物和积碳的生成，减轻清净分散剂的负荷。防锈剂用羟酸和磷酸酯的混合液，防止汽油中存在少量水而引起金属表面锈蚀。减磨剂用氨基烷基磷酸酯，可减少进气阀和排气阀的磨损。抗乳化剂用有机含氮化合物，可避免遇水而发生乳化，提高抗乳化性能。由于复合添加剂组分多而在合成汽油中所占比分小，并且同类物质中又可选择，其比例关系难以把握，因此用表4的质量指标进行控制。
表4复合添加剂质量指标项目 质量指标 实测数据外观 橙红色 淡黄色至橙红色密度(20℃)，g/cm3-- 0.86-0.88油溶性，(V/V) 100％100％铜片腐蚀(50℃，3h)，级 ≤1 ≤1破乳性 界面约0.5ml 界面约0.5ml防锈试验 ≤6点(≤1mm) ≤2点(≤1mm)氧化结焦，％ ≤0.5≤0.3水溶性酸碱 无 无机械杂质及水分 无 无重金属含量，10-6m/mPb 无 无Fe ≤5 0.8Ni 无 无Cu 无 无加入0.2％辛烷值增值① -- 1.8-2.1加入0.2％辛烷值增值② -- 2.4-2.8注①②为在本发明90#合成汽油中添加复合添加剂后辛烷值(RON)增值试验数据。
本发明合成汽油的性状及质量见表5
表5 轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油质量分析数据项目 质量指标合成汽油实测数据抗爆性 909397 90 93 97辛烷值(RON)不小于909397 90.5-91.3 93.6-93.9 97.5-98.0抗爆指数(RON+MON)/2不小于858892 85.3-85.8 88.4-88.7 92.4-92.7铅含量，g/l不大于 0.005 0.0016 0.0016 0.0016馏程10％蒸发温度，℃不高于 70 51-53 52-54 53-5750％蒸发温度，℃不高于 120 80-90 83-92 91-9490％蒸发温度，℃不高于 190 145-148 146-149 149-153终馏点，℃不高于 205 172-176 174-180 180-184残馏量，％(v/v)不大于20.5 0.5 0.5蒸汽压，Kpa从9月16日至3月15日不大于 88从9月16日至3月15日不大于 74 66-70 65-69 66-74实际胶质，mg/100ml不大于 52.6-2.8 2.1-2.7 2.3-2.8硫含量，％(m/m)不大于0.10(0.08) 0.007 0.0068 0.0072诱导期，min不小于480 650-690 640-680 620-670硫醇硫含量，％(m/m)不大于0.0010.0009 0.0009 0.0009水溶性酸碱 无 无 无 无铜片腐蚀，级不大于 11 1 1机械杂质及水分 无 无 无 无苯含量，％(v/v)不大于2.5(1.5) 0.9-1.1 1.0-1.2 1.2-1.4芳烃含量，％(v/v)不大于 40 12-16 16-19 19-24烯烃含量，％(v/v)不大于 35 17-19 17-19 20-23密度，20℃ 报告 0.712-0.718 0.720-0.728 0.729-0.734注1.上表中带括号内数据为北京地区质量指标。
2.国家质量指标为2003年4月1日起执行的全国车用汽油质量控制标准。
本发明所用原料及质量标准如下
从天然气中回收乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等混合物的过程，称为天然气凝液回收。回收的气凝液再次分离为液化石油气和轻烃(或称天然汽油)。本发明所用轻烃的质量标准见表6表6 轻烃质量标准
轻烃的主要成分为各种饱和烃，不含烯烃，故表现为安定性好，辛烷值很低，一般只有55-60(RON)，1号轻烃馏分较轻，蒸汽压变动范围较大，而2号的馏分和蒸汽压基本上与普通汽油相同。
高温裂解C5馏分乙烯生产中裂解原料大都采用石脑油和轻柴油，副产品C5馏分约占乙烯产量的14％左右，我国约年产84×104t。目前我国对C5馏分的利用没有形成规模生产，基本上企业都作为自用燃料烧掉。
C5馏分没有统一的行业质量标准。C5馏分的组成很复杂，内含30多种烃类，其中异戊烯、正戊烯、环戊烯较多，约占85％左右，其沸程范围为35-75℃，辛烷值(RON)约占84-86，密度(20℃)为0.67-0.68。
表7 典型的C5馏分组成项目组成(％)异戊烷 2.80正戊烷 4.70
异戊烯 26.50正戊烯 34.69环戊烷 0.70环戊烯 24.85其它 5.76注异构烃中包含数种异构烷烃和异构烯烃。
混合C8芳烃主要来自乙烯生产过程的裂解汽油萃取分离，还有催化重整和煤焦油等副产品。本发明合成汽油中的附加组分主要用裂解混合C8芳烃。
表8 几种C8混合芳烃组成(％)
表9 典型裂解C8混合芳烃馏程项目 初馏点10％50％90％终馏点馏出温度℃134 135 136 137 154密度(20℃)g/cm30.86-0.88辛烷值(RON)104-106催化重整重芳烃本发明所用重芳烃，来自以生产轻质芳烃为目的的催化重整。重芳烃的主要成分是C9芳烃，其中三甲苯异构体占60％以上，辛烷值(RON)约为100左右。
含氧化合物本发明所用的有MTBE(甲基叔丁基醚)、TAME(甲基叔戊基醚)两种。这两种含氧化合物无毒、无色，能与汽油互溶，无腐蚀作用，本身含氧，在汽油发动机中燃烧时有自供氧效应，能促进汽油完全燃烧，从而提高热效率，减少尾气中有害物的排放。它还有一种奇特效应是，与某些汽油组分调和后，其辛烷值远高于自身的辛烷值。由于这两种含氧化合物在许多性能上非常接近，可以互为代用或共用。
表10 两种含氧化合物性状项目 MTBE TAME辛烷值 RON 118115MON10098(RON+MON)/2109104.5调合RON115-135-MON90-100 -沸点 ℃131187蒸汽压Kpa 53.6 10.3密度(20℃)，g/cm30.744 0.770含氧量％ 18.2 15.权利要求
1.一种轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，以轻烃、裂解C5馏分为主料，以混合C8芳烃、重芳烃C9为辅料的90#、93#、97#无铅汽油，其特征在于组分配比为重量％轻烃37-52、裂解C5馏分30-39、混合C8芳烃5-18、重整重芳烃5-11、MTBE 3-7、TAME 3-7、复合添加剂0.15-0.40；所述轻烃和裂解C5馏分合计应控制在75-80。
2.根据权利要求1所述的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，其特征在于90#汽油的组分配比为重量％轻烃45-52、裂解C5馏分30-32、混合C8芳烃12-15、TAME 3-4、复合添加剂0.15-0.22。
3.根据权利要求1所述的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，其特征在于90#汽油的组分配比为重量％轻烃45-47、裂解C5馏分32-34、混合C8芳烃5-7、重整重芳烃6-8、MTBE 3-4、复合添加剂0.15-0.22。
4.根据权利要求1所述的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，其特征在于93#汽油的组分配比为重量％轻烃43-46、裂解C5馏分30-32、混合C8芳烃16-18、MTBE 4-5、复合添加剂0.23-0.29。
5.根据权利要求1所述的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，其特征在于93#汽油的组分配比为重量％轻烃40-42、裂解C5馏分33-35、混合C8芳烃12-14、重整重芳烃5-7、TAME 4-5、复合添加剂0.23-0.29。
6.根据权利要求1所述的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，其特征在于97#汽油的组分配比为重量％轻烃40-44、裂解C5馏分35-37、混合C8芳烃13-15、重整重芳烃9-11、MTBE 5-7、复合添加剂0.34-0.40。
7.根据权利要求1所述的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，其特征在于97#汽油的组分配比为重量％轻烃37-39、裂解C5馏分37-39、混合C8芳烃11-13、重整重芳烃9-11、TAME 5-7、复合添加剂0.34-0.40。
8.根据权利要求1所述的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，其特征在于复合添加剂由辛烷值增进剂、汽油清净剂复合而成，合成汽油中清净剂的量应控制在0.003～0.004％；辛烷值增进剂和汽油清净剂的配制公式T＝0.003～0.004×100式中T为复合添加剂中清净剂含量；a为汽油中辛烷值增进剂含量。一般条件下，首先确定合成汽油中辛烷值增进剂量，再用上式计算出复合添加剂中的清净剂量。
9.根据权利要求8所述的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，其特征在于复合添加剂中辛烷值增进剂成分由甲基苯基醚、异丁酯、乙基叔丁基醚和酰胺或芳胺共溶混合液组成，汽油清净剂由占清净剂含量98-99％的主剂和占清净剂1-2％的辅剂组成；主剂清净分散剂的成分为聚苯乙烯聚醚胺，含有极性基团和非极性基团，分子量一般为1,000～2,000；在1,400～1,600时清净效果最好；辅剂由抗氧化、抗乳化、防锈、减磨作用的化合物组成，其中的抗氧剂选用N.N’-二叔丁基邻苯胺，抗乳化剂有机含氮化合物，防锈剂羟酸和磷酸酯的混合液，减磨剂氨基烷基磷酸酯。
10.根据权利要求1、8所述的轻烃、裂解C5馏分合成清洁车用汽油，其特征在于以质量指标控制复合添加剂的性状，质量指标如下项目 质量指标实测数据外观 橙红色 淡黄色至橙红色密度(20℃)，g/cm3-- 0.86-0.88油溶性，(V/V) 100％ 100％铜片腐蚀(50℃，3h)，级≤1 ≤1破乳性界面约0.5ml 界面约0.5ml防锈试验 ≤6点(≤1mm)≤2点(≤1mm)氧化结焦，％ ≤0.5 ≤0.3水溶性酸碱无 无机械杂质及水分无 无重金属含量，10-6m/mPb无 无Fe≤5 0.8Ni无 无Cu无 无
全文摘要
一种轻烃、裂解C
文档编号C10L1/00GK1552823SQ0313350
公开日2004年12月8日 申请日期2003年5月29日 优先权日2003年5月29日
发明者徐炯律 申请人:金东善