專利名稱：一種穩(wěn)定輕烴添加劑及含該添加劑的產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料領(lǐng)域，特別是用于穩(wěn)定輕烴的添加劑。
穩(wěn)定輕烴是油氣田回收的天然氣凝液，經(jīng)處理得到以戊烷為主的液體輕烴。國家標(biāo)準(zhǔn)GB9053-88將穩(wěn)定輕烴質(zhì)量指標(biāo)分為I號(hào)和II號(hào)兩類，I號(hào)產(chǎn)品作石油化工原料，II號(hào)產(chǎn)品作車用汽油調(diào)合原料或石油化工原料。由于穩(wěn)定輕烴數(shù)量較少，分布較散，無論是作化工原料，還是通過煉油裝置加工為車用汽油，均需要較大投資，并且運(yùn)行成本高，得不償失。迄今，大部分油田對(duì)穩(wěn)定輕烴尚無合理的利用方法，只能以較低的價(jià)格銷售給化工廠或加鉛汽油廠，前者一般作溶劑用，后者大都將穩(wěn)定輕烴兌入少量汽油作為車用汽油銷往市場，有的根本不作任何加工處理就充當(dāng)車用汽油直接賣給用戶。穩(wěn)定輕烴和車用汽油相比有三大缺點(diǎn)(1)穩(wěn)定輕烴辛烷值低下，并且不穩(wěn)定(MON50-65)，由于辛烷值低，發(fā)動(dòng)機(jī)爆震現(xiàn)象嚴(yán)重，功率大大下降，耗油量增加，機(jī)器磨損急劇增大；(2)餾分偏輕，汽油蒸發(fā)加劇，損失大，同時(shí)氣阻現(xiàn)象明顯；(3)飽和蒸汽壓偏高(71-101KPa)，產(chǎn)生氣阻傾向嚴(yán)重，起動(dòng)性能差。而加鉛汽油廠對(duì)穩(wěn)定輕烴加四乙基鉛提高其辛烷值，餾程和蒸氣壓沒作任何改變，就作為車用汽油推向市場。汽車使用這種燃料時(shí)，排放的尾氣中含大量的鉛化合物而嚴(yán)重污染空氣。如何因地制宜，科學(xué)地充分利用穩(wěn)定輕烴資源，一直是石油化工界有待解決的問題。
雖然通過異構(gòu)化途徑可以將穩(wěn)定輕烴轉(zhuǎn)化成車用汽油，但是穩(wěn)定輕烴在一般油田中產(chǎn)量并不高，一般至多年產(chǎn)幾千噸，一個(gè)油田要為這樣的規(guī)模的穩(wěn)定輕烴建立一套異構(gòu)化、重整裝置是不現(xiàn)實(shí)的。從而近年來國內(nèi)外研究加工穩(wěn)定輕烴的方法，都是采用一些盡可能簡單的處理方法。
穩(wěn)定輕烴主要組份是C5—C7烷烴，各油田的組份含量不相同。例如美國得克薩斯州Odessa油田，江漢油田壓氣站，中原油田集輸公司一氣二車間的穩(wěn)定輕烴，以及中原油田70#車用汽油的組成如下表所示
不同地區(qū)的穩(wěn)定輕烴組成表
從上表可以清楚的看到，各油田的穩(wěn)定輕烴的組成并不一致，但是共同的特點(diǎn)是C5和C6以下的輕餾分偏多，輕餾分多導(dǎo)致餾程偏低，飽和蒸汽壓偏高，辛烷值低。從而要使穩(wěn)定輕烴變成車用汽油，必須增加辛烷值、降低飽和蒸汽壓和提高餾程。一般來說，從理論上講采取適當(dāng)?shù)奶砑觿虺ポp餾分，或改變飽和烷烴結(jié)構(gòu)，都可以使穩(wěn)定輕烴轉(zhuǎn)化成車用汽油。但是，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB9053-88號(hào)，穩(wěn)定輕烴(I)作石油化工原料，所以，只能用穩(wěn)定輕烴(II)作車用汽油調(diào)和原料。
1991年美國的Interstate化學(xué)公司的Wilson提出一種將穩(wěn)定輕烴(II)加工成車用汽油的方法，使用的穩(wěn)定輕烴(II)中正丁烷含量為4.0％，異戊烷含量為15％，正戊烷含量為23％，庚烷以上為32％。其方法為首先加入一種特殊配制的輕烴，其中丙烷含量為0.2％，異丁烷含量為2.2％，正丁烷含量為25.1％，C5和C6以上烷烴占72.5％。加入的比例為穩(wěn)定輕烴(II)上述低分子量的烷烴＝3∶1(體積)。由于加入的低分子量的烷烴在室溫下極易揮發(fā)，從而也從穩(wěn)定輕烴(II)中帶走一些低分子量的烷烴?；鞜挄r(shí)的設(shè)備容量為30000加倫(113400升，約一百多噸)，裝有冷凝器，以便將丁烷等低分子量烷烴冷凝下來，作液化氣使用或投入到下批投料時(shí)用。大約需要8-12小時(shí)，當(dāng)餾出3％體積的低級(jí)烷經(jīng)時(shí)，按體積百分比加入1-3％體積的甲苯，然后混煉到結(jié)束。最后的組成中含低級(jí)烷烴15％，55％體積的穩(wěn)定輕烴(II)以及30％的甲苯，其辛烷值為87—92，蒸汽壓為9-12PSIA(相當(dāng)于0.637-0.847Kg/cm2)。該法需要特殊冷凝裝置以及其它特殊設(shè)備，而且加入甲苯的量最終達(dá)到30％(體積)，從成本上來說是不劃算的。
國內(nèi)一九九一年開發(fā)了一種方法，采用分子篩吸附分離直餾汽油中的正構(gòu)烷烴后，辛烷值顯著提高。但問題是該法采用的原料油本身的辛烷值就比較高，大致在63-71.50％，餾出的溫度在94-104℃之間，環(huán)烷烴含量(17-41％)和芳烴含量(15％)都比較高，異構(gòu)烷烴占的比例也比較高(25％-31％)，所以，按照該方法尚不能將穩(wěn)定輕烴(II)轉(zhuǎn)換為車用汽油。
G.A.01ah發(fā)明了一種方法，該法基于某些化合物可使正構(gòu)烷烷基化或異構(gòu)化，從而提高穩(wěn)定輕烴(II)的辛烷值。所采用的化合物是二氟甲磺酸，在80-120℃之間，最好在120℃短時(shí)間處理穩(wěn)定輕烴(II)，在加壓(3-7Kg/cm2)下操作，時(shí)間大約半小時(shí)。但是，該法在國內(nèi)不易實(shí)施，設(shè)備、防腐蝕、加壓、催化劑購買、再生都是一系列難題，尤其是催化劑，國內(nèi)無廠家生產(chǎn)。
1981年波蘭提出往汽油中加入甲醇可以提高汽油的辛烷值，不過甲醇難溶于汽油，必須加入助溶劑。波蘭人采用甲基叔丁醚(MTBE)助溶，配方是80升MTBE，14.5升甲醇，1升單甲苯胺，和0.002％的1∶1的環(huán)烷酸鐵與環(huán)戊二烯鐵混合物。添加量是12％。但他們并沒有做穩(wěn)定輕烴(II)提高辛烷值的研究。
1986年我國成功地將波蘭人的成果用于穩(wěn)定輕烴(II)，顯著地提高了辛烷值，可提高8-9個(gè)單位。不但MTBE可以助溶，而且發(fā)現(xiàn)乙醇、異丁醇等七種醇和醚都有助溶作用。但是目前該法沒有大量推廣，因?yàn)樘砑觿┘状?、無水乙醇等加入量達(dá)到20-25％，而甲醇、無水乙醇價(jià)格偏高，如此配方比例，經(jīng)濟(jì)效益差。而且靠助溶劑來增加互溶性，極易受到水分干擾而分層，要做到穩(wěn)定輕烴(II)、甲醇、乙醇變成無水是十分困難的，一旦分層就會(huì)造成巨大損失。
其它諸如丙二酸酐或酯、甲苯、甲基叔丁基醚、烷基化物和異戊烷的混合物、碳酸二乙酯也可以提高汽油辛烷值，但這些化工產(chǎn)品價(jià)格相當(dāng)高，而且也沒有使用丙二酸酐等作添加劑提高穩(wěn)定輕烴(II)的辛烷值的報(bào)導(dǎo)。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種穩(wěn)定輕烴添加劑，該添加劑可使穩(wěn)定輕烴調(diào)合成車用汽油。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種含有上述添加劑的產(chǎn)品。
本發(fā)明的添加劑的組分的重量百分含量為1，1，1-三氯乙烷 1.0-3.0％，1，2-環(huán)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％。
該添加劑與穩(wěn)定輕烴(II)的重量配比優(yōu)選為3-8∶100。
該添加劑加到穩(wěn)定輕烴(II)中后，使其辛烷值、餾程、飽和蒸汽壓等指標(biāo)發(fā)生大幅度的變化，使穩(wěn)定輕烴(II)成為合格的車用汽油。這并不是各組分的簡單的性能之和，而是協(xié)同作用的結(jié)果。其原因主要為1.配方中大部分原料本身辛烷值較高；2.該添加劑改變了穩(wěn)定輕烴(II)在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒時(shí)的燃燒特征；3.由于存在雙鍵，在高溫、高壓的條件下與過氧化物作用被氧化，減少了過氧化物，增加了抗爆性能。
4.該添加劑中的各種組分的蒸汽壓非常低，使得穩(wěn)定輕烴中各種組分均受它們的影響。
5.該添加劑是一種多元體系的混合物，其中各種組分均是良好的有機(jī)溶劑。該多元體系與穩(wěn)定輕烴(II)可按任何比例互溶。研究表明，將該添加劑與穩(wěn)定輕烴(II)按1.5∶100、5∶100、10∶100、20∶100、30∶100、50∶100等比例混合好后，分別存放在密封的磨口瓶和留有與空氣接觸小孔的磨口瓶內(nèi)，一年之內(nèi)不會(huì)發(fā)生分層。
該添加劑可將穩(wěn)定輕烴(II)的辛烷值提高15-20個(gè)單位，達(dá)到了GB484-86標(biāo)準(zhǔn)中90號(hào)車用汽油的質(zhì)量指標(biāo)。
加入本發(fā)明的添加劑的穩(wěn)定輕烴(II)飽和蒸汽壓明顯降低，餾程提高，燃燒效率明顯提高，動(dòng)力輸出增大，油耗降低。本發(fā)明的添加劑不含鉛，調(diào)配好的穩(wěn)定輕烴(II)是一種無鉛燃料，不對(duì)大氣造成鉛污染，而且使用該燃料的車尾汽排放能符合國家標(biāo)準(zhǔn)。更為有利的是這種燃料的成本明顯低于車用汽油，具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢。
下面用實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例按下列重量比例配制本發(fā)明的添加劑1，1，1-三氯乙烷 2.0％，1，2-環(huán)氧丙烯 2.0％，甲苯 3.0％，蓖麻油3.0，甲醇 10，煤油 53。
將上述各成分混合均勻即得到本發(fā)明的添加劑。將該添加劑與穩(wěn)定輕烴(II)以5∶100的重量比混合均勻。所配得的燃料完全達(dá)到90號(hào)車用汽油的國家標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定輕烴添加劑，其特征是含有1，1，1-三氯乙烷 1.0-3.0％(重量)，1，2-環(huán)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)。
2.一種含權(quán)利要求1所述的添加劑的產(chǎn)品，其特征是所述添加劑與穩(wěn)定輕烴的重量比為3-8∶100。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定輕烴添加劑。該添加劑含有煤油、甲苯、1，1，1-三氯乙烷、蓖麻油等。該添加劑加入到穩(wěn)定輕烴中后，會(huì)提高其辛烷值，降低飽和蒸汽壓，改進(jìn)燃燒性能，完全達(dá)到90號(hào)車用汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明解決了穩(wěn)定輕烴資源合理利用問題。
文檔編號(hào)C10L1/20GK1117990SQ94115498
公開日1996年3月6日 申請(qǐng)日期1994年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月31日
發(fā)明者史兆憲, 田奉斌, 趙士志, 張士志, 尹秋玲 申請(qǐng)人:北京火炬高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司臨沂火炬淮海科貿(mào)公司