一种利用干气中乙烯生产汽油馏分和液化石油气的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种炼化企业干气中乙烯的利用技术，特别涉及一种利用干气中乙烯 生产汽油馏分和液化石油气的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，炼化装置中重油催化裂化、催化重整、延迟焦化和柴油加氢装置均产生大量 的干气，这些干气中含有质量分数为5-20%的乙烯。大型炼化企业一般建有下游的化工装 置，主要是利用干气作为原料，利用其中的乙烯与苯反应生成苯乙烯，但是该技术往往受限 于苯的供应。
[0003]中小规模炼化企业，缺乏下游的乙烯利用化工装置，同时，乙烯液化条件苛刻，运 输成本高，因此在实际生产中，这一部分气体往往作为废气直接烧掉或是作为燃料烧掉，造 成了乙烯资源的浪费。
[0004]为了更好的利用中小炼化企业所产生干气中的乙烯，利用乙烯叠合反应生成汽油 馏分和液化石油气组分成为一种新的方向，这样可以将乙烯转化为液体和易液化的气体， 便于运输，进行综合利用。其主要机理是在高温和催化剂的作用下，使乙烯发生叠合、氢转 移、烷基化、芳构化和异构化等反应，生成汽油馏分和液化天然气组分，所生成的液化天然 气可以作为燃料给乙烯叠合提供热源。
[0005] 《广州化工》第40卷第1期P114-116公开了催化干气在HZSM-5和Al2〇3上，叠合生产 高辛烷值汽油的技术，工业装置运行表面，其汽油馏分收率为39.17%。
[0006] 《石油炼制与化工》第26卷第8期P59-63公开了稀乙烯（15体积％)在ZSM-5和Al2〇3 上生产异丁烯和汽油馏分的技术。
[0007] 中国专利文献公开号CN102952567A公布了一种利用炼厂干气生产汽油的方法，其 催化剂包括1.0-13.0质量°/4^VA族元素氧化物、0.1-5.0质量％的稀土氧化物和86-98.9质 量%的复合载体，复合载体由15-85质量°/4^ZSM-5沸石和15-85质量%的粘结剂组成。该法可 有效利用干气中的乙烯，使其转化为烯烃和苯含量较低的高辛烷值汽油组分和优质液化 气。
【发明内容】
[0008]本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种利用干气中乙烯生产 汽油馏分和液化石油气的方法，经分离后的乙烯，在催化剂的作用下，转化为汽油馏分和 液化石油气。
[0009] 其技术方案是包括以下方法:在0.1-0.5MPa、300-500°C下，乙烯与催化剂接触，并 进行聚合反应，所述的催化剂为HZSM-5沸石。
[0010] 上述的HZSM-5沸石的氧化硅/氧化铝的摩尔比为25-100。
[0011]另外，反应温度为350-450摄氏度、压力为0 · 2-0 · 4MPa。
[0012]再者，反应时乙烯的体积重量空速为0.2-11^。
[0013] 上述的乙烯纯度大于95%。
[0014] 本发明包括以下步骤:原料气经过原料栗（1)被栗入到加热炉（2)中，压力为0.1-0.5MPa，温度提升至300-500°C，送入聚合塔（3)，在聚合塔（3)中原料气中的乙烯成分与 HZSM-5沸石接触反应，经过分离罐(4)、冷凝塔(5)分离出汽油馏分和液化石油气。
[0015] 本发明的有益效果是：与现有技术相比，该方法采用普通的商用催化剂，成本较 低，汽油馏分产率较高，可达50%以上，汽油馏分中芳烃含量高，在80-90%。液化石油气中主 要为丙烯，占70%以上。
【附图说明】
[0016] 附图1为本发明的流程示意图； 上图中：原料栗1、加热炉2、聚合塔3、分离罐4、冷凝塔5。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1:原料气为乙烯，其中乙烯含量为96.3%，氮气3.7%，系统压力0.3MPa，气体 空速0.4h-SHZSM-5催化剂氧化硅/氧化铝摩尔比38,比表面积为318m2/g，孔容为0.22cm3/ g，粒径为0.25-0.38mm，反应时间为5h，反应温度为400摄氏度。
[0018] 本发明包括以下步骤:原料气经过原料栗（1)被栗入到加热炉（2)中，压力为0.ΙΟ. 5MPa，在加热炉中 ，温度提升至 300-500°C，送入聚合塔(3)，在聚合塔(3) 中 原料气中的乙 烯成分与HZSM-5沸石接触反应，经过分离罐(4)、冷凝塔(5)分离出汽油馏分和液化石油气。
[0019] 实施例2:与实施例1不同之处是：原料气为乙烯，其中乙烯含量为96.3%，氮气 3.7%，系统压力0.2MPa，气体空速0.21Γ1，HZSM-5催化剂氧化硅/氧化铝摩尔比25，比表面积 为318m2/g，孔容为0.22cm3/g，粒径为0.25-0.38mm，反应时间为5h，反应温度为350摄氏度。
[0020] 实施例3:与实施例1不同之处是：原料气为乙烯，其中乙烯含量为95%，氮气3.7%， 系统压力〇.4MPa，气体空速lh-SHZSM-5催化剂氧化硅/氧化铝摩尔比100,比表面积为 318m2/g，孔容为0.22cm3/g，粒径为0.25-0.38mm，反应时间为5h，反应温度为450摄氏度。
[0021] 其中，上述实施例1中，反应温度对乙稀叠合性能的影响 选择了五个不同的反应温度，考察反应温度对乙烯叠合的影响。反应结果见表1. 表1
从表1可以看出，随着温度的升高，乙烯的转化率逐渐升高，液体收率先升高后降低，在 400°C达到最高，为49.37%。液体中05-(：12的汽油馏分含量较高，均达到80%以上，随着温度 升高，其含量有所降低。汽油馏分中烯烃含量很低，而且随着温度升高，逐渐降低;芳烃含量 高，随着叠合温度的升高，芳香烃含量逐步升高，气体产物中，烯烃含量较低，并且随着温度 升高，其含量有降低的趋势，气体产物中主要为C3-C4的饱和烃，其中C3含量随着温度的升 高逐渐降低，C4随着叠合温度的升高，逐渐增加。
[0022] 分析其汽油馏分组成，可知，其芳香烃含量很高，不能直接用作汽油燃料，但芳烃 含量高会使得其辛烷值高，是非常理想的提高汽油辛烷值的调和组分。
[0023]分析其气体组分，可知，该气体为理想的液化石油气组分。
[0024]上述实施例1中，反应压力对乙烯叠合性能的影响 原料气为乙烯，其中乙烯含量为96.3%，氮气3.7%，反应温度为400°C，气体空速0.处一1，HZSM-5催化剂氧化硅/氧化铝摩尔比38,比表面积为318m2/g，孔容为0.22cm3/g，粒径为 0.25-0.38mm，反应时间为5h，选择了五个不同的反应压力，考察反应压力对乙烯叠合的影 响。反应结果见表2. 表2
由表2,可知，在选定的压力范围内，压力对乙烯叠合的影响不大，随着压力的升高，汽 油馏分的收率略有增加。
[0025]上述实施例1中，空速对乙稀叠合性能的影响 原料气为乙烯，其中乙烯含量为96.3%，氮气3.7%，反应温度为400°C，反应压力为 0.3MPa，HZSM-5催化剂氧化硅/氧化铝摩尔比38，比表面积为318m2/g，孔容为0.22cm3/g，粒 径为0.25-0.38mm，反应时间为5h，选择了五个不同的空速，考察反应压力对乙烯叠合的影 响。反应结果见表3. 表3
由表3可知，随着空速的升高，乙烯的转化率和液体产物的产率明显降低，液体产物中 汽油馏分含量变化不大，芳香烃含量降低，苯含量小幅上升，气体产物中，C4含量降低明显。 从提高乙烯转化率的角度，适当降低空速有利于反应的进行。
[0026]上述实施例1中，催化剂稳定性试验 原料气为乙烯，其中乙烯含量为96.3%，氮气3.7%，反应温度为400°C，反应压力为 0.3MPa，HZSM-5催化剂氧化硅/氧化铝摩尔比38，比表面积为318m2/g，孔容为0.22cm3/g，粒 径为0.25-0.38mm，空速为0.4h-1，选择24，48，72，120，240h五个反应时间，对催化剂稳定性 进行了考察。结果见表4. 表4
由表4可知，该商用催化剂稳定性较强，经240h运行，乙烯转化率、液体收率和气体收率 均无明显变化。说明该催化剂稳定性较高。
[0027]另外，实施例2、3的上述反应温度对乙烯叠合性能的影响、反应压力对乙烯叠合性 能的影响、 空速对乙稀叠合性能的影响、催化剂稳定性试验效果较好，不再列表详述。
[0028]以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利 用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术 方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种利用干气中乙烯生产汽油馏分和液化石油气的方法，其特征是包括以下方法： 在0.1-0.5MPa、300-500°C下，乙烯与催化剂接触，并进行聚合反应，所述的催化剂为HZSM-5 沸石。2. 根据权利要求1所述的利用干气中乙烯生产汽油馏分和液化石油气的方法，其特征 是:所述的HZSM-5沸石的氧化硅/氧化铝的摩尔比为25-100。3. 根据权利要求1所述的利用干气中乙烯生产汽油馏分和液化石油气的方法，其特征 是:反应温度为350-450摄氏度、压力为0 · 2-0 · 4MPa。4. 根据权利要求1所述的利用干气中乙烯生产汽油馏分和液化石油气的方法，其特征 是:反应时乙烯的体积重量空速为0.2-11Γ1。5. 根据权利要求1所述的利用干气中乙烯生产汽油馏分和液化石油气的方法，其特征 是:所述的乙烯纯度大于95%。6. 根据权利要求1所述的利用干气中乙烯生产汽油馏分和液化石油气的方法，其特征 是包括以下步骤： 原料气经过原料栗（1)被栗入到加热炉（2)中，压力为0.1-0.5MPa，温度提升至300-500 °C，送入聚合塔(3)，在聚合塔(3)中原料气中的乙烯成分与HZSM-5沸石接触反应，经过分离 罐(4)、冷凝塔(5)分离出汽油馏分和液化石油气。
【专利摘要】本发明涉及一种利用干气中乙烯生产汽油馏分和液化石油气的方法。其技术方案是包括以下方法：在0.1-0.5MPa、300-500℃下，乙烯与催化剂接触，并在其上进行聚合反应，所述的催化剂为HZSM-5沸石。有益效果是：与现有技术相比，该方法采用普通的商用催化剂，成本较低，汽油馏分产率较高，可达50%以上，汽油馏分中芳烃含量高，在80-90%。液化石油气中主要为丙烯，占70%以上。
【IPC分类】C10L1/04, C10L3/12, C10G50/00
【公开号】CN105462606
【申请号】CN201510985507
【发明人】刘新亮, 张贵才, 尹海亮, 孙洪涛, 郭子棋, 刘臻, 赵琳
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年12月25日