DE3046412A1 - Verfahren zur hochtemperaturbehandlung von kohlenwasserstoffhaltigen materialien - Google Patents
Verfahren zur hochtemperaturbehandlung von kohlenwasserstoffhaltigen materialienInfo
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Description
Beanspruchte Priorität: 13.Dezember 1979, Japan,
Patentanmeldung No. 160810/1979
Anmelder : TOYO ENGINEERING CORPORATION
No. 2-5, Kasumigaseki 3-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan
Verfahren zur
Hochtemperaturbehandlung von kohlenwasserstoffhaltlgen
Materialien.
Die Erfindung betrifft Verbesserungen in einem Verfahren, bei dem ein Kohlenwasserstoff, eine Mischung aus einem Kohlenwasserstoff
und Dampf und/oder einem sauerstoffhaltigen Gas oder eine Mischung aus einem Kohlenwasserstoff und wenigstens
einem aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxyd ausgewählten Glied einer chemischen Reaktion wie z.B.
dem thermischen Cracken, dem Dampfreformieren, partieller Oxidation usw. oder anderen Hochtemperaturbehändlungen unterworfen
wird. Derartige Materialien, die behandelt werden sollen, werden im folgenden einfach als kohlenwasserstoffhaltige
Materialien bezeichnet.
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Heutzutage werden Äthylen, Wasserstoff oder eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenstoffoxyden im großen Maßstab erzeugt,
indem ein kohlenwasserstoffhaltiges Material dem thermischen Cracken, Dampfreformieren und/oder teilweiserOxidation bei
hoher Temperatur und hohem Druck in Anwesenheit oder in Abwesenheit eines Katalysators unterworfen wird. Während derartiger
chemischer Reaktionen und vor oder nach diesen wird das zu behandelnde kohlenwasserstoffhaltige Material hoher
Temperatur ausgesetzt. Dabei unterliegt seine Kohlenwasserstof fkomponente thermischer Zersetzung, die zu einer Ablagerung
von festem Kohlenstoff führt. Da dieser feste Kohlenstoff dazu neigt, sich auf den Oberflächen des Reaktors und
anderer Anlagen anzusammeln, die dem heißen Gas ausgesetzt sind, ist es notwendig, das Produktionssystem abzuschalten
und den abgelagerten festen Kohlenstoff zu entfernen, damit seine Ansammlung verringert wird.
In den meisten Fällen werden als Baumaterial für die Anlage, in der kohlenwasserstoffhaltiges Material bei hoher Temperatur
verarbeitet wird, nickelhaltige Stähle verwendet, die selbst unter derartigen Hochtemperaturbedingungen ausreichende
Festigkeit beibehalten. Die Erfinder der vorliegenden Er*- findung fanden, daß die oben beschriebene Ablagerung von festem
Kohlenstoff durch die katalytische Wirkung des in diesen Stählen enthaltenen Nickels beschleunigt wird.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verarbeiten eines kohlenwasserstoffhaltigen Materials bei hoher
Temperatur zu schaffen, bei dem keine Kohlenstoffablagerung
bis zu einem merklichen Grad verursacht wird.
Es ist auch Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für die Hochtemperaturbehandlung
eines kohlenwasserstoffhaltigen Materi-
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als zu schaffen, bei dem verhindert wird, daß die aus einem nickelhaltigen metallischen Material hergestellte Anlage,
die zum Verarbeiten des kohlenwasserstoffhaltigen Materials bei hoher Temperatur verwendet wird, aufgrund des Auftretens
von Aufkohlung brüchig wird.
Diese Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch
Schaffung eines Verfahrens zum Behandeln eines kohlenwasserstoffhaltigen
Materials bei Temperaturen von 5OO°C oder mehr in einer aus einem nickelhaltigen wärmebeständigen Stahl
hergestellten Vorrichtung, wobei das kohlenwasserstoffhaltige
Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Kohlenwasserstoff, einer Mischung aus einem Kohlenwasserstoff
und wenigstens einem aus Dampf und einem sauerstoffhaltigen Gas ausgewählten Glied und einer Mischung aus einem
Kohlenwasserstoff und wenigstens einem aus Wasserstoff,
Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd und Olefinen ausgewählten Glied besteht, mit der Verbesserung gelöst, daß es das Bedekken
der Oberflächen der Anlage, die dem kohlenwasserstoffhaltigen Material ausgesetzt sind, mit
(a) einem Glied, das aus Titan, Kobalt, Chrom, Eisen und Legierungen derselben ausgewählt ist,
(b) einem Glied, das aus Titan, Kobalt, Chrom, Eisen und Legierungen derselben, dio Aluminium oder Aluminium und
Silizium enthalten, ausgewählt ist,
(c) einem Stahl, der kein Nickel enthält,
(d) einem legierten Stahl, der Aluminium oder Aluminium und
Silizium und kein Nickel enthält,
(e) einem Glied, das aus Legierungen von Titan und Niob und Legierungen von Kupfer und Chrom ausgewählt ist, oder
(f) einem Glied, das aus Aluminiumoxyd, Titandioxyd, Siliziumoxyd,
Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid und Chromoxyd ausgewählt ist, umfaßt.
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Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung kann irgendeines der Beschichtungsmaterialien, die zu den
vorstehend angegebenen Kategorien (a) bis (f) gehören, verwendet
oder abzudecken werden, um die Oberflächen der Anlage zu beschichten^ die
dem zu behandelnden kohlenwasserstoffhaltigen Material ausgesetzt sind. Diese Beschichtungsmaterialien werden im folgenden
näher erläutert.
Unter den metallischen Materialien, die zu der Kategorie (a) gehören, sind typische Beispiele für die Legierungen
von Eisen und Chrom eine Eisen-Chrom-Legierung, die 17 bis 19 Gew.-% Chrom und 0,3 Gew.-% Kohlenstoff enthält, und
eine Eisen-Chrom-Legierung, die 26 bis 28 Gew.-% Chrom und 0,1 Gew.-% Kohlenstoff enthält.
Typische Beispiele für die Legierungen, die zu der Kategorie (b) gehören, sind eine Tltan-Aluminium-Legierung, die
6 Gew.~% Al enthält, und eine Ti-Al-Zr-V-Legierung, die 6
Gew.-% Aluminium, 4 Gew.-% Zirkon und 1 Gew.-% Vanadium enthält.
Ein typisches Beispiel für die Legierungen, die zu der Kategorie (d) gehören, ist eine Fe-Cr-Al-Si-Legierung, die 23
Gew.-% Chrom, 1,5 Gew.-% Aluminium und 1,5 Gew.-% Silizium enthält.
Die Legierungen von Titan und Niob, die zu der Kategorie (e) gehören, können aus 91 bis 99 Gew.-% Titan, 1 bis 3 Gew.-%
Niob und 0 bis 2 Gew.-% jeweils von anderen Bestandteilen
wie Zirkon, Aluminium und Tantal bestehen. Die Legierungen von Kupfer und Chrom, die zu der Kategorie (e) gehören, können
aus 95 bis 99 Gew.-% Kupier, 1 bis 3 Gew.-% Chrom und 0 bis 2 Gew.-% anderen Bestandteilen wie beispielsweise
Beryllium bestehen.
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Dem Verfahren, durch das die Oberflächen der Anlage, die dem kohlenwasserstoffhaltigen Material ausgesetzt sind, mit
einem metallischen Material, das zu einer der vorstehend aufgezählten Kategorien (a) bis (e) gehört ,beschichtet oder bedeckt
werden, wird keine spezielle Beschränkung auferlegt. Diese Beschichtung wird jedoch üblicherweise durch das sogenannte
Gießverfahren, bei dem eine Schmelze aus dem metallischen Material über die zu bedeckenden Oberflächen aus dem Baumaterial
gegossen wird, das vorher zu Rohren, Platten oder anderen Formkörpern ausgeformt worden ist; duaich das Verfahren,
bei dem ein Mittel zur Erzeugung hoher Temperaturen wie ein Acetylenbrenner, ein elektrischer Bogen usw. verwendet wird,
um zu bewirken, daß eine Schmelze aus dem metallischen Material an den zu bedeckenden Oberflächen des Baumaterials
haften bleibt; durch das Verfahren, bei dem eine Schmelze aus dem metallischen Material auf die zu bedeckenden Oberflächen
aus dem Baumaterial gesprüht wird und auf ihnen abgelagert wird, wie beispielsweise durch das Flammsprühverfahren
oder das Plasmastrahlverfahren; durch das chemische Dampfablagerungsverfahren , bei dem ein Dampf aus einer metallischen
Verbindung mit den zu beschichtenden Oberflächen aus dem Baumaterial in Kontakt gebracht und einer chemischen
Reaktion unterworfen wird, um das Metall darauf abzulagern; durch das physikalische Dampfablagerungsverfahren, bei
dem ein Dampf aus einem Metall oder seiner Verbindung in einem Hochvakuum ionisiert wird und den entstehenden Ionen
in einem elektrischen Feld kinetische Energie verliehen wird und diese Ionen dann in einen Plasmaraum oder einen
anderen Raum eingeführt werden, wo sie direkt auf den zu beschichtenden Oberflächen aus dem Baumaterial niedergeschlagen
werden oder einer chemischen Reaktion unterworfen werden, um das Metall auf den Oberflächen abzulagern; oder durch
das sogenannte Plattierungsverfahren, bei
dem Rohre, Platten oder andere Formkörper getrennt aus dem metallischen Material hergestellt und an die zu bedeckenden
Oberflächen des vorher ausgeformten Baumaterials durch Anwendung von Druck gebunden werden* durchgeführt.
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Wenn die Formkörper, die mit einem, metallischen Material,
das zu einer der vorgenannten Kategorien (a) bis (e) gehört, beschichtet sind, bei einer hohen Temperatur verwendet werden,
tritt ein geringer Grad einer Zwischendiffusion oder des Mischens von Bestandteilen zwischen dem nickelhaltigen
Baumaterial und dem Beschichtungsmaterial auf. Es ist daher wünschenswert, daß das Beschichtungsmaterial eine Dicke von
nicht weniger als 100 pm aufweist, damit es langzeitigen Gebrauch
aushält. Das entstehende geformte und beschichtete Baumaterial kann weiterhin dem Biegen, der Rohraufweitung,
dem Schweißen und anderen Verarbeitungen unterworfen werden, um eine Anlage oder Teile davon mit gewünschten Formen herzustellen.
Wenn das Baumaterial jedoch in Form von Gußstükken vorliegt, ist es wünschenswert, das beschichtete Baumaterial
nicht- mehr dem Biegen, der RohraufWeitung oder
anderer Verarbeitungsverfahren zu unterwerfen.
Das Verfahren zum Beschichten des Baumaterials mit einem nicht-metallischen Material, das zu der vorher genannten
Kategorie (f) gehört, hängt von der Art des nicht-metallischen Materials ab.
(A) Wenn das nicht-metallische Material ein Oxyd ist, kann
die Beschichtung durch das sogenannte Sprühverfahren durchgeführt werden, bei dem das Oxyd geschmolzen wird und auf
die zu beschichtenden Oberflächen aus dem Baumaterial z.B. im Flammsprühverfahren oder im Plasmastrahlverfahren aufgesprüht
wird; oder die Beschichtung wird durch das sogenannte Backverfahren durchgeführt, bei dem eine Suspension aus dem
Oxyd auf die zu beschichtenden Oberflächen aus dem Baumaterial aufgebracht wird und dann bei hoher Temperatur gebacken
wird. Im letzteren Falle ist es jedoch wünschenswert, das Oxyd in Kombination mit einer Mischung auszuheizen, die aus
variierenden Anteilen von Oxyden besteht, die aus Siliziumoxyd, Aluminiumoxyd, Boroxyd, Kalziumoxyd, Zinkoxyd, Bariumoxyd,
Zirkonoxyd und dergleichen ausgewählt sind, und zwar
zu dem Zweck, die Schmelztemperatur des Oxyds auf einen Wert
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zu reduzieren, der niedriger als der des Baumaterials ist, und dadurch Schmelzen oder Veränderung des Baumaterials zu
verhindern. Trotzdem ist die Temperatur, bei der das durch dieses Backverfahren erhaltene beschichtete Baumaterial verwendet
werden kann, auf die Schmelztemperatur der Abdekkungsschicht begrenzt.
(B) Wenn das nicht-metallische Material Siliziumkarbid, Siliziumnitrid oder Bornitrid ist, kann das Beschichten
durch ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem eine Schmelze oder eine Lösung von einer Verbindung, die SiIizium-an-Kohlenstoff-,
Stickstoff-an-Bor- oder Stickstoffan-Silizium-Bindungen
enthält, auf die zu beschichtenden Oberflächen aus dem Baumaterial aufgebracht wird und dann
einer chemischen Reaktion in Luft oder in einem inerten Gas bei hoher Temperatur unterworfen wird, um die gewünschte
Verbindung darauf abzulagern; oder sie kann durch das oben beschriebene Sprühverfahren, bei dem ein Pulver oder
ein Stab aus Siliziumkarbid, Bornitrid oder Siliziumnitrid geschmolzen wird und auf die zu beschichtenden Oberflächen
aus dem Baumaterial nach dem Plasmastrahlvecfahren gesprüht wird, oder durch das oben beschriebene chemische Dampfablagerungsverf
ahren oder durch das oben beschriebene physikalische Dampfablagerungsverfahren durchgeführt werden.
Wenn die zu beschichtenden Oberflächen aus dem Baumaterial entsprechend der Kategorie (f) beschichtet werden, kann das
Baumaterial in Form von Rohren, Platten oder beliebiger anderer Formkörper wie in dem Fall der metallischen Materialien,
die zu den vorstehend angegebenen Kategorien (a) bis (e) gehören, vorliegen. Wenn solch ein nicht-metallisches
Material verwendet wird, ist eine Abdeckschicht mit einer Dicke von nicht weniger als 10 pm erforderlich. Vorteilhafterweise
ist jedoch die Dicke der Abdeckschicht nicht größer als 1 Millimeter. Der Grund ist, wenn nämlich eine Anlage
mit einer übermäßig dicken Abdeckschicht einem Erhitzungsverfahrensschritt oder dergleichen unterworfen wird, verrin-
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gert die Abdeckschicht nicht nur den Gesamtkoeffizient des
Wärmeübergangs, um den Wärmedurchfluss hierdurch zu beeinträchtigen,
sondern sie neigt auch dazu, sich aufgrund der Differenz in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen
dem Baumaterial und dem Beschichtungsmaterial abzuspalten.
Unter den verschiedenen Formkörpern, die aus dem oben beschriebenen
Baumaterial hergestellt und mit dem oben beschriebenen Beschichtungsmaterial beschichtet sind, sind
insbesondere Rohre wichtig, da sie oft als Reaktoren, Wärmeaustauscher und dergleichen verwendet werden und sich daher
sehr häufig die Situation ergibt, daß sie einem heißen kohlenwasserstoffhaltigen Material ausgesetzt werden. Daher
kann es in Abhängigkeit von dem Durchflußweg, auf dem ein
kohlenwasserstoffhaltiges Material durch einen Reaktor oder
Wärmeaustauscher strömt, häufig notwendig sein, nicht nur eine Oberfläche des Rohres sondern beide Oberflächen des
Rohres zu beschichten.
Es besteht keine besondere Beschränkung für den Kohlenwasserstoff,
der bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung behandelt wird. Spezielle Beispiele für den
Kohlenwasserstoff können von Kohlenwasserstoffen mit einer kleinen Anzahl Kohlenstoffatomen wie z.B. Methan, Äthan usw.,
bis zu Kohlenwasserstoffen mit einer großen Anzahl Kohlenstoffatomen
wie beispielsweise Schweröl, das als ein Destillat erhalten wird, indem reduziertes Rohöl der Vakuumdestillation
unterworfen wird, reichen. Allgemein gesagt, besitzt der Kohlenwasserstoff, der bei der praktischen
Durchführung der vorliegenden Erfindung behandelt wird, ein atomares H/C-Verhältnis von 2,0 bis 4,0. Die vorliegende
Erfindung ist insbesondere wirksam, wenn sie auf die Behandlung des vorstehend erwähntem Schweröls angewendet wird.
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Der vorstehend beschriebene Kohlenwasserstoff kann allein
in Form eines Gases oder einer Flüssigkeit verwendet werden. Alternativ dazu kann er in Mischung mit Dampf und/oder einem
sauerstoffhaltigen Gas oder in Mischung mit Wasserstoff,
Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd und/oder Olefinen verwendet werden (sie können ein Produktgas darstellen, das durch Behandeln
eines Kohlenwasserstoffes oder einer Mischung aus einem Kohlenwasserstoff und Dampf und/oder einem sauerstoffhaltigen
Gas erhalten worden ist). Der Gehalt an Kohlenwasserstoff in solchen Mischungen liegt üblicherweise im Bereich
von 10 bis 60 Gew.-%.
Der Ausdruck "behandeln", bedeutet, wie er hier verwendet wird, nicht nur, daß ein kohlenwasserstoffhaltiges Material
einer chemischen Reaktion wie beispielsweise dem thermischen Cracken, dem Dampfreformieren, partieller Oxidation usw.
unterworfen wird, sondern auch, daß ein Beschickungsstrom und ein Produktstrom vor und nach dieser chemischen Reaktion
bearbeitetwird.
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung wird das kohlenwasserstoffhaltige Material bei Temperaturen von
500°C oder mehr behandelt. Weiterhin wird diese Behandlung vorzugsweise bei einem Druck von 6 bis 100 kg/cm G (etwa
7 bis 101 bar absolut) durchgeführt. Als Baumaterial für die Anlage zur Behandlung unter derartigen erschwerten Bedingungen
werden nickelhaltige Materialien wie nickelhaltige wärmebeständige Stähle in den üblichen Fällen verwendet.
Entsprechend einem Grundzug der vorliegenden Erfindung können, wenn ein kohlenwassorstoffhaltiges Material bei Temperaturen
von 5000C oder mehr behandelt wird und wenn es insbesondere
einer chemischen Reaktion wie thermischem Cracken, Dampfreformieren, partieller Oxidation usw. in Anwesenheit
oder Abwesenheit eines Katalysators unterworfen wird, die Ablagerung und Ansammlung von festem Kohlenstoff auf den
Oberflächen des Reaktors, der dem kohlenwasserstoffhaltigen
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Material ausgesetzt wird, merklich herabgesetzt werden. Wenn der abgelagerte und angesammelte feste Kohlenstoff
belassen wird, wie er ist, behindert er den Durchgang eines Fluids, das den Kohlenwasserstoff enthält, und bewirkt einen
Anstieg des Druckverlustes. Darüber hinaus bewirkt der abgelagerte und angesammelte feste Kohlenstoff in den Fällen,
in denen es notwendig ist, die Reaktionswärme abzuführen oder zuzuführen, um die vorgenannte chemische Reaktion
durchzufuhren, auch einen merklichen Abfall des Gesamtwärmeübergangskoeffizienten
und macht es so schwierig, den Betrieb fortzuführen. Als Gegenmaßnahme ist es daher notwendig,
das große System in regelmäßigen Abständen abzuschalten oder seinen Betrieb teilweise zu unterbrechen und den
abgelagerten Kohlenstoff durch irgendwelche bekannten Mittel zu entfernen. Wenn die vorliegende Erfindung angewendet
wird, kann die Häufigkeit dieser Kohlenstoffentfernung auf 2/3 weniger verringert werden, als es im herkömmlichen Fall
notwendig war.
Ein anderer Grundzug der vorliegenden Erfindung ist, daß die Aufkohlung des nickelhaltigen Baumaterials stark herabgesetzt
werden kann. Es ist gut bekannt, daß das sogenannte Aufkohlungsphänomen auftritt, wenn ein Kohlenstoffstahl
oder ein legierter Stahl, der Nickel, Chrom, Eisen und dergleichen enthält, kohlenstoffhaltigen Substanzen wie Kohlenwasserstoffen,
Kohlenstoffoxyden, usw. bei Temperaturen von 70O0C oder mehr ausgesetzt wird. Das bedeutet, daß ihr
Kohlenstoffbestandteil in die MikroStruktur des Stahles eindringt und eindiffundiert und dadurch seine Festigkeit bis
zu solch einem Grad herabsetzt, daß der Stahl nicht länger für den Einsatzzweck geeignet ist. Es wird angenommen, daß
solch eine Aufkohlung nicht nur auf das Eindringen und Diffundieren des abgelagerten Kohlenstoffes in die Mikrostruktur
des Stahles zurückzuführen ist sondern auch der Anwesenheit einer gasförmigen kohlenstoffhaltigen Substanz zuzuschreiben
ist. Auf diese Weise macht es die Erfindung möglich, die Arbeitszeit oder Lebensdauer von Formteilen wie
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Reaktorrohren, Leitungen usw. zu verlängern, die sonst in Intervallen von 2 bis 3 Jahren hätten ersetzt werden müssen.
Die vorliegende Erfindung entfaltet merkliche Wirkungen, wenn sie auf Teile, Formstücke oder Anlagen, die aus einem
nickelhaltigen wärmebeständigen Stahl hergestellt sind und
bei Temperaturen von 50O0C oder mehr eingesetzt werden, und
speziell auf deren Oberflächen, die einem Strom aus kohlenwasserstoff
hai tigern Material ausgesetzt sind, angewendet wird. Obgleich diese Teile, Formstücke und Anlagen irgendwelche
beliebigen gewünschten Formen aufweisen können, ist die Erfindung insbesondere für röhrenförmige Teile, die als Reaktoren
verwendet werden, wichtig. Der Grund hierfür ist, daß der Strom aus kohlenwasserstoffhaltigem Material in dem
Reaktor üblicherweise eine maximale Temperatur erreicht, die Ablagerung von Kohlenstoff am ehesten dort auftritt, was
auf die Notwendigkeit des Entfernens oder Zuführens eines hohen Betrages der Reaktionswärme zurückzuführen ist, und
die Verringerung des Gesamtwärmeübergangskoeffizienten, hervorgerufen durch den abgelagerten Kohlenstoff, zu den größten
Schwierigkeiten führt.
Die vorliegende Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. Diese Beispiele sollen jedoch den
Umfang der Erfindung nicht einschränken.
Äthan wurde dem Dampferacken in Reaktorrohren mit einem
inneren Durchmesser von 27 mm und einer Länge von 800 mm unterworfen. Diese Reaktorrohre waren aus einem nickelhaltigen
Stahl (Fe-20% Ni-25%-Legierung) hergestellt, und ihre
innere Oberfläche war mit den jeweiligen in Tabelle 1 angegebenen Beschichtungsmaterialien bedeckt. Das Verhältnis
von Äthan zu Dampf betrug 7:3, und das Reaktorrohr wurde durch externe Heizung auf einer Temperatur von 700°C oder
11OO°C gehalten. Nachdem der Betrieb 10 Stunden lang bei
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einem Druck von 1 kg/cm G (etwa 2 bar absolut) und einer
Zuführungsrate von 100 cm /min fortgesetzt worden war, wurden die Bedingungen der Kohlenstoffablagerung auf der inneren Oberfläche des Reaktorrohres untersucht. Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Zuführungsrate von 100 cm /min fortgesetzt worden war, wurden die Bedingungen der Kohlenstoffablagerung auf der inneren Oberfläche des Reaktorrohres untersucht. Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt.
Test rohr No. |
Beschichtungs material auf der inneren Rohr |
Test- Tempe ratur |
Zustand der Kohlenstoffab lagerung auf der inneren Rohroberfläche |
Form | |
Tabelle 1 | oberfläche | oc | abgelagerte Menge |
||
(mg/cm2/10h) | dünner Belag | ||||
1 | Chrom | 1000 | 1,0 | dünner Belag | |
Beschichtungsmaterial auf der inneren Oberfläche von Reak | 2 | Fe-28%Cr-Leg. | 1000 | 2,1 | rußartig |
torrohren und Bedingungen der Kohlenstoffablagerung. | 3 | Ti-6%A1-Legierung | 700 | 0,3 | dünner Belag |
4 | Fe-23%Cr-1,5%Al- 1,5%S1-Legierung |
1000 | 2,1 | rußartig | |
5 | Ti-2%Nb-Legierung | 7OO | 0,3 | rußartig | |
6 | Cu-1%Cr-Legierung | 700 | <0,1 | dünner Belag | |
7 | Aluminiumoxyd | 1000 | 2,0 | dünner Belag | |
8 | Titandioxyd | 1000 | 1,4 | dünner Belag | |
9 | Siliziumoxyd | 1000 | 1,6 | dünner Belag | |
10 | Siliziumkarbid | 1000 | 1,2 | dünner Belag | |
11 | Siliziumnitrid | 1000 | 1,4 | dünner Belag | |
12 | Bornitrid | 1000 | 1,4 | dünner Belag | |
13 | Chromoxyd | 1000 | 1,0 | dünner Belag | |
14 | Keine | 1000 | 3,4 |
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-:- ■■-'-' 3046A12
Wie aus den in Tabelle 1 angegebenen Daten ersichtlich ist,
wurde ein merklicher Grad der Kohlenstoffablagerung auf der unbedeckten inneren Oberfläche eines Rohres, das aus einem
nickelhaltigen Stahl hergestellt war, auch in dem Falle des Dampfcrackens von Äthan, das ein leichter Kohlenwasserstoff
ist, beobachtet. Diese Kohlenstoffablagerung wurde in einem wesentlichen Maße gesenkt, indem diese Oberfläche mit einem
nickelfreien metallischen oder nicht-metallischen Material bedeckt wurde. Unter anderem wurde gefunden, daß Chrom, eine
Titan-Niob-Legierung und eine Kupfer-Chrom-Legierung besonders
hervorragende Beschichtungsmaterialien waren.
130037/0668
Claims (3)
- 30A6412Dr. rer. nat. Horst Schüler ό00° Frankfurt/Main ι, β.12.19βοPATENTANWALT Kaisers»«,· 41 Dr .HS/kutTelefon (0611) 235555 Telex 04-16759 mapat d Postscheck-Konto ι 282420-602 Frankfurt/M. Bankkonto! 225/0389 Deutsche Bank AG, Frankfurt/M. T/2174Anmelder: Toyo Engineering Corporation
No. 2-5, Kasiunigaseki 3-chome Chiyoda-ku, Tokyo, JapanPatentansprücheVerfahren zur Behandlung eines kohlenwasserstoffhaltigen Materials bei Temperaturen von 5000C oder mehr in einer Anlage, die aus einem nickelhaltigen wärmebeständigen Stahl hergestellt ist, wobei das kohlenwasserstoffhaltige Material aus der Gruppe, bestehend aus einem Kohlenwasserstoff, einer Mischung aus einem Kohlenwasserstoff und wenigstens einem aus Dampf und einem sauerstoffhaltigen Gas ausgewählten Glied und einer Mischung aus einem Kohlenwasserstoff und wenigstens einem aus Wasserstoff, Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd und Olefin ausgewählten Glied, ausgewählt ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberflächen der Anlage, die dem kohlenwasserstoffhaltigen Material ausgesetzt sind, mit(a) einem Glied, ausgewählt aus Titan, Kobalt, Chrom, Eisen und Legierungen derselben;(b) einem Glied, ausgewählt aus Titan, Kobalt, Chrom, Eisen und Legierungen derselben, die Aluminium oder Aluminium und Silizium enthalten;(c) einem Stahl, der kein Nickel enthält;(d) einem legierten Stahl, der Aluminium oder Aluminium und Silizium enthält und kein Nickel enthält;130037/0668OBiGfMAL /WSPECTED(e) einem Glied, ausgewählt aus Legierungen von Titan und Niob und Legierungen von Kupfer und Chrom, oder(f) einem Glied, ausgewählt aus Aluminiumoxyd, Titandioxyd, Siliziumoxyd, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid und Chromoxyd, beschichtet oder bedeckt werden. - 2. Verfahren zum Umsetzen eines Kohlenwasserstoffes mit Dampf und/oder einem sauerstoffhaltigen Gas bei hohem Druck in einem Reaktor, der aus einem nickelhaltigen wärmebeständigen Stahl hergestellt iet, um eine gasförmige Mischung, die Wasserstoff und Kohlenmonoxyd enthält, herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Reaktors, die dem Kohlenwasserstoff ausgesetzt werden, mit(a) einem Glied, ausgewählt aus Titan, Kobalt, Chrom, Eisen und Legierungen derselben;(b) einem Glied, ausgewählt aus Titan, Kobalt, Chrom, Eisen und Legierungen derselben, die Aluminium oder Aluminium und Silizium enthalten ι(c) einem Stahl, der kein Nickel enthält;(d) einem legierten Stahl, der Aluminium oder Aluminium und Silizium enthält und kein Nickel enthält;(e) einem Glied, ausgewählt aus Legierungen von Titan und Niob und Legierungen von Kupfer und Chrom, oder(f) einem Glied, ausgewählt aus Aluminiumoxyd, Titandioxyd, Siliziumoxyd, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Bornitrid und Chromoxydr beschichtet werden.130037/066830A6412
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Reaktors, die dem Kohlenwasserstoff ausgesetzt werden, mit einem Glied, ausgewählt aus Chrom, einer Titan-Niob-Legierung und einer Kupfer-Chrom-Legierung, beschichtet werden.130037/0668
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