一种稳定轻烃添加剂及含该添加剂的产品的制作方法

专利名称：一种稳定轻烃添加剂及含该添加剂的产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料领域，特别是用于稳定轻烃的添加剂。
稳定轻烃是油气田回收的天然气凝液，经处理得到以戊烷为主的液体轻烃。国家标准GB9053-88将稳定轻烃质量指标分为I号和II号两类，I号产品作石油化工原料，II号产品作车用汽油调合原料或石油化工原料。由于稳定轻烃数量较少，分布较散，无论是作化工原料，还是通过炼油装置加工为车用汽油，均需要较大投资，并且运行成本高，得不偿失。迄今，大部分油田对稳定轻烃尚无合理的利用方法，只能以较低的价格销售给化工厂或加铅汽油厂，前者一般作溶剂用，后者大都将稳定轻烃兑入少量汽油作为车用汽油销往市场，有的根本不作任何加工处理就充当车用汽油直接卖给用户。稳定轻烃和车用汽油相比有三大缺点(1)稳定轻烃辛烷值低下，并且不稳定(MON50-65)，由于辛烷值低，发动机爆震现象严重，功率大大下降，耗油量增加，机器磨损急剧增大；(2)馏分偏轻，汽油蒸发加剧，损失大，同时气阻现象明显；(3)饱和蒸汽压偏高(71-101KPa)，产生气阻倾向严重，起动性能差。而加铅汽油厂对稳定轻烃加四乙基铅提高其辛烷值，馏程和蒸气压没作任何改变，就作为车用汽油推向市场。汽车使用这种燃料时，排放的尾气中含大量的铅化合物而严重污染空气。如何因地制宜，科学地充分利用稳定轻烃资源，一直是石油化工界有待解决的问题。
虽然通过异构化途径可以将稳定轻烃转化成车用汽油，但是稳定轻烃在一般油田中产量并不高，一般至多年产几千吨，一个油田要为这样的规模的稳定轻烃建立一套异构化、重整装置是不现实的。从而近年来国内外研究加工稳定轻烃的方法，都是采用一些尽可能简单的处理方法。
稳定轻烃主要组份是C5—C7烷烃，各油田的组份含量不相同。例如美国得克萨斯州Odessa油田，江汉油田压气站，中原油田集输公司一气二车间的稳定轻烃，以及中原油田70#车用汽油的组成如下表所示
不同地区的稳定轻烃组成表
从上表可以清楚的看到，各油田的稳定轻烃的组成并不一致，但是共同的特点是C5和C6以下的轻馏分偏多，轻馏分多导致馏程偏低，饱和蒸汽压偏高，辛烷值低。从而要使稳定轻烃变成车用汽油，必须增加辛烷值、降低饱和蒸汽压和提高馏程。一般来说，从理论上讲采取适当的添加剂，或除去轻馏分，或改变饱和烷烃结构，都可以使稳定轻烃转化成车用汽油。但是，按国家标准GB9053-88号，稳定轻烃(I)作石油化工原料，所以，只能用稳定轻烃(II)作车用汽油调和原料。
1991年美国的Interstate化学公司的Wilson提出一种将稳定轻烃(II)加工成车用汽油的方法，使用的稳定轻烃(II)中正丁烷含量为4.0％，异戊烷含量为15％，正戊烷含量为23％，庚烷以上为32％。其方法为首先加入一种特殊配制的轻烃，其中丙烷含量为0.2％，异丁烷含量为2.2％，正丁烷含量为25.1％，C5和C6以上烷烃占72.5％。加入的比例为稳定轻烃(II)上述低分子量的烷烃＝3∶1(体积)。由于加入的低分子量的烷烃在室温下极易挥发，从而也从稳定轻烃(II)中带走一些低分子量的烷烃。混炼时的设备容量为30000加伦(113400升，约一百多吨)，装有冷凝器，以便将丁烷等低分子量烷烃冷凝下来，作液化气使用或投入到下批投料时用。大约需要8-12小时，当馏出3％体积的低级烷经时，按体积百分比加入1-3％体积的甲苯，然后混炼到结束。最后的组成中含低级烷烃15％，55％体积的稳定轻烃(II)以及30％的甲苯，其辛烷值为87—92，蒸汽压为9-12PSIA(相当于0.637-0.847Kg/cm2)。该法需要特殊冷凝装置以及其它特殊设备，而且加入甲苯的量最终达到30％(体积)，从成本上来说是不划算的。
国内一九九一年开发了一种方法，采用分子筛吸附分离直馏汽油中的正构烷烃后，辛烷值显著提高。但问题是该法采用的原料油本身的辛烷值就比较高，大致在63-71.50％，馏出的温度在94-104℃之间，环烷烃含量(17-41％)和芳烃含量(15％)都比较高，异构烷烃占的比例也比较高(25％-31％)，所以，按照该方法尚不能将稳定轻烃(II)转换为车用汽油。
G.A.01ah发明了一种方法，该法基于某些化合物可使正构烷烷基化或异构化，从而提高稳定轻烃(II)的辛烷值。所采用的化合物是二氟甲磺酸，在80-120℃之间，最好在120℃短时间处理稳定轻烃(II)，在加压(3-7Kg/cm2)下操作，时间大约半小时。但是，该法在国内不易实施，设备、防腐蚀、加压、催化剂购买、再生都是一系列难题，尤其是催化剂，国内无厂家生产。
1981年波兰提出往汽油中加入甲醇可以提高汽油的辛烷值，不过甲醇难溶于汽油，必须加入助溶剂。波兰人采用甲基叔丁醚(MTBE)助溶，配方是80升MTBE，14.5升甲醇，1升单甲苯胺，和0.002％的1∶1的环烷酸铁与环戊二烯铁混合物。添加量是12％。但他们并没有做稳定轻烃(II)提高辛烷值的研究。
1986年我国成功地将波兰人的成果用于稳定轻烃(II)，显著地提高了辛烷值，可提高8-9个单位。不但MTBE可以助溶，而且发现乙醇、异丁醇等七种醇和醚都有助溶作用。但是目前该法没有大量推广，因为添加剂甲醇、无水乙醇等加入量达到20-25％，而甲醇、无水乙醇价格偏高，如此配方比例，经济效益差。而且靠助溶剂来增加互溶性，极易受到水分干扰而分层，要做到稳定轻烃(II)、甲醇、乙醇变成无水是十分困难的，一旦分层就会造成巨大损失。
其它诸如丙二酸酐或酯、甲苯、甲基叔丁基醚、烷基化物和异戊烷的混合物、碳酸二乙酯也可以提高汽油辛烷值，但这些化工产品价格相当高，而且也没有使用丙二酸酐等作添加剂提高稳定轻烃(II)的辛烷值的报导。
本发明的一个目的是提供一种稳定轻烃添加剂，该添加剂可使稳定轻烃调合成车用汽油。
本发明的另一个目的是提供一种含有上述添加剂的产品。
本发明的添加剂的组分的重量百分含量为1，1，1-三氯乙烷 1.0-3.0％，1，2-环氧丙烯1.0-5.0％，甲苯 20-40％，蓖麻油3.0-10％，甲醇5.0-20％，煤油 40-70％。
该添加剂与稳定轻烃(II)的重量配比优选为3-8∶100。
该添加剂加到稳定轻烃(II)中后，使其辛烷值、馏程、饱和蒸汽压等指标发生大幅度的变化，使稳定轻烃(II)成为合格的车用汽油。这并不是各组分的简单的性能之和，而是协同作用的结果。其原因主要为1.配方中大部分原料本身辛烷值较高；2.该添加剂改变了稳定轻烃(II)在汽油发动机气缸内燃烧时的燃烧特征；3.由于存在双键，在高温、高压的条件下与过氧化物作用被氧化，减少了过氧化物，增加了抗爆性能。
4.该添加剂中的各种组分的蒸汽压非常低，使得稳定轻烃中各种组分均受它们的影响。
5.该添加剂是一种多元体系的混合物，其中各种组分均是良好的有机溶剂。该多元体系与稳定轻烃(II)可按任何比例互溶。研究表明，将该添加剂与稳定轻烃(II)按1.5∶100、5∶100、10∶100、20∶100、30∶100、50∶100等比例混合好后，分别存放在密封的磨口瓶和留有与空气接触小孔的磨口瓶内，一年之内不会发生分层。
该添加剂可将稳定轻烃(II)的辛烷值提高15-20个单位，达到了GB484-86标准中90号车用汽油的质量指标。
加入本发明的添加剂的稳定轻烃(II)饱和蒸汽压明显降低，馏程提高，燃烧效率明显提高，动力输出增大，油耗降低。本发明的添加剂不含铅，调配好的稳定轻烃(II)是一种无铅燃料，不对大气造成铅污染，而且使用该燃料的车尾汽排放能符合国家标准。更为有利的是这种燃料的成本明显低于车用汽油，具有明显的价格优势。
下面用实施例进一步说明本发明。
实施例按下列重量比例配制本发明的添加剂1，1，1-三氯乙烷2.0％，1，2-环氧丙烯 2.0％，甲苯3.0％，蓖麻油3.0，甲醇10，煤油53。
将上述各成分混合均匀即得到本发明的添加剂。将该添加剂与稳定轻烃(II)以5∶100的重量比混合均匀。所配得的燃料完全达到90号车用汽油的国家标准。
权利要求
1.一种稳定轻烃添加剂，其特征是含有1，1，1-三氯乙烷1.0-3.0％(重量)，1，2-环氧丙烯 1.0-5.0％(重量)，甲苯20-40(重量)，蓖麻油3.0-10(重量)，甲醇5.0-20(重量)，煤油40-70％(重量)。
2.一种含权利要求1所述的添加剂的产品，其特征是所述添加剂与稳定轻烃的重量比为3-8∶100。
全文摘要
本发明公开了一种稳定轻烃添加剂。该添加剂含有煤油、甲苯、1，1，1-三氯乙烷、蓖麻油等。该添加剂加入到稳定轻烃中后，会提高其辛烷值，降低饱和蒸汽压，改进燃烧性能，完全达到90号车用汽油的质量标准。本发明解决了稳定轻烃资源合理利用问题。
文档编号C10L1/20GK1117990SQ94115498
公开日1996年3月6日 申请日期1994年8月31日 优先权日1994年8月31日
发明者史兆宪, 田奉斌, 赵士志, 张士志, 尹秋玲 申请人:北京火炬高新技术产业公司临沂火炬淮海科贸公司