明帝の子として生まれた。72年（永平15年）、下邳王に封じられた。劉衍は容貌にすぐれ、章帝が即位すると、常に側近にあった。建初初年に加冠し、下邳国の師傅以下の属官は金帛を賜った。79年（建初4年）、臨淮郡と九江郡の鍾離・当塗・東城・歴陽・全椒の合わせて17県が下邳国に編入された。88年（章和2年）3月[1]、下邳国に下向した。後に劉衍は病のため意識不明に陥ったが、太子の劉卬に罪があって廃位されたため、夫人たちが自分の生んだ子を後嗣に立てようと、相次いで上書した。和帝は彭城王劉恭を下邳に派遣して嫡庶を正し、劉衍の子の劉成を立てて太子とした。
125年（延光4年）2月乙亥[2]、劉衍は死去した。