DE709215C - Titan- und aluminiumhaltige Stahllegierungen fuer Vorrichtungen fuer die Druckhydrierung von Kohlen, Teeren, Mineraloelen oder fuer die Spaltung von Kohlenwasserstoffoelen - Google Patents

Description

• Titan- und aluminiumhaltige Stahliegierungen für Vorrichtungen für die Druckhydrierung von Kohlen, Teeren, Mineralölen oder für die Spaltung von Kohlenwassersto ff ölen Bei der Verarbeitung kohlenstoffhaltiger und gegebenenfalls schwefelhaltiger Stoffe, z. B. von Kohle, Teeren oder Mineralölen oder deren Destillationsprodukten oder Rückständen, bei hohen Temperaturen, in Gegenwart von Wasserstoff oder Wasserstoff abgebenden Gasen und unter Druck ist es bekanntlich schwer, geeignete Werkstoffe zu finden, die bei den angewandten Temperaturen und Drucken physikalisch und chemisch, insbesonderen gegen Wasserstoff und Schwefel, genügend widerstandsfähig sind. So wird bekanntlich Eisen durch Wasserstoff unter Druck bei hoher Temperatur entkohlt und nach kurzer Benutzungsdauer spröde. Man muß daher die Wand kalt halten oder hochlegierte Stähle verwenden. Ferner beeinflußt Eisen in manchen Fällen auch die Reaktion schädlich, indem es z. B. Nebenreaktionen, wie übermäßige Gasbildung oder Koksabscheidung, verursacht, welche die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinträchtigen. Auch gibt es nur sehr wenige und überdies teure Werkstoffe, die bei hohen Temperaturen einigermaßen gegen Schwefel und Schwefel verbindungen, insbesondere Schwebelwasserstoff, beständig sind.
• Es hat sich nun gezeigt, daß Stahliegierungen, die Titan, erheblich weniger als 1 5 % Aluminium gegebenenfalls Chrom in Mengen von erheblich weniger als I 5 % und gegebenenfalls noch Zusätze anderer Elemente enthalten und die an sich bekannt sind (vgl. z. B.
• Patentschrift 446 400), sehr widerstandsfähige Werkstoffe für Vorrichtungen oder Vorrichtungsteile für die Druckhydrierung von Kohlen, Teeren oder Mineralölen oder für die Spaltung von Kohlenwasserstoffölen sind. Man kann Störungen bei den erwähnten Verfahren weitgehend vermeiden, wenn man mindestens die mit -den heißen Stoffen in Berührung kommenden Vorrichtungsteile ganz oder teilweise aus diesen Legierungen herstellt oder damit überzieht. Es genügt, den Stahllegierungen einen Titangehalt von höchstens etwa 8% zu verleihen, beispielsweise sind Legierungen mit einem Titangehalt von etwa 0,5 bis 3% und einem Aluminiumgehalt von etwa 5 bis 8% gut geeignet. Derartige Legierungen sind gegenüber dem Angriff von Wasserstoff, Kohienoxyd und den in den AusgangsstoHen enthaltenen oder aus ihnen während der Reaktion frei werdenden flüchtigen oder den Reaktionsprodukten zugesetzten Schwefelverbindungen selbst bei hohem Druck und hohen Temperaturen äußerst beständig. Sie haben gegenüber den bisher vorgeschlagenenChromstählen den bedeutenden Vorteil, daß man schon mit einem Gehalt von z. B. 4% Titan, das nicht teurer als Chrom ist, die gleiche ) Voit dem Patentsicher siitd als die Erfi,der angegeben worden: oder eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Wasserstoff und Scjwefelverbindungen erzielt wie sie mit einem Gehalt von 15% Chrom erreicht wird, was einen erheblichen- Vorteil bedeutet. Außerdem ist bei der Herstellung der Legierungen durch die bekannte desoxy dierende Wirkung des Titans noch ein metallurgischer Vorteil vorhanden. Auch dem bekannten Vorschlag, titanhaltige Stahllegierungen mit 10 bis 20% Chrom für hohen Temperaturen ausgesetzte Vorrichtungen zu verwenden, war die vorliegende Erfindung nach der Legierungen mit wesentlich geringerem Chromgehalt geeignet sind, nicht zu entnehmen.
• Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Titan und Aluminium enthaltenden Stahllegierungen können noch dadurch verbessert werden, daß man einen Gehalt an Wo] fram, Molybdän, Vanadin, Silicium, Nickel, Kobalt, Kupfer, Mangan, Zinn, Zink, Blei, Silber, Beryllium oder an mehreren dieser Elemente vorsieht. Die günstigen Eigenschaften des Titans haben zur Folge, daß der Gehalt an den übrigen erwähnten Legierungszusätzen niedriger gewählt werden kann als bei den bisher bekannten hochlegierten Stählen, wodurch die Herstellung und Verarbeitung der Legierungen einfacher und wohlfeiler wird. Der Kohlenstoffgehalt läßt sich je nach Wunsch verändern. Will man eine möglichst kohlenstoffreie Legierung verwenden, so ist es vorteilhaft, von elektrolytisch oder aus Carbonyl gewonnenem Metall auszugehen. Sie Herstellung der Leglerungen wird in manchen Fällen zweckmäßig durch Schmelzen im Vakuum oder in einer indifferenten Gasatmosphäre oder durch Sintern der fein verteilten Legierungsbestandteile ausgeführt.
• Bei der Anwendung der genannten Legierungen bei Vorrichtungen zur Druclshydrierung oder Spaltung ist auch der- Umstand von praktischer Bedeutung, daß der Wärmeübergang bei diesen Legierungen gut ist, so daß sie z. B. als Baustoffe für Vorheizer und Regeneratoren vorzüglich verwendet werden können. Die Legierungen haben ferner die günstige Eigenschaft. praktisch keine Kohleabscheidung oder Methanbildung, wie sie z. B. bei Eisen leicht eintritt, zu verursachen.
• Es ist zwar bereits von verschiedenen Metallen, u. a. auch Titan, bekannt, daß sie bei der Umwandlung von Teeren. Mineral ölen u. dgl. in niedriger siedende Flüssigkeiten keine oder nur geringfügige Abscheidungen von Kohlenstoff verursachen. Indessen war es bisher nicht bekannt, daß gerade außer Titan noch Aluminium und Eisen enthaltende Legierungen als Werkstoff selbst bei längerer Betriebsdauer den Einflüssen des Wasserstoffs und Schwefelwasserstoffs standhalten.
• Zufolge der gleichzeitigen Anwendung des Aluminiums als Legierungsbestandteil ist man in der Lage, mit einem wesentlich geringeren Titangehalt in der Legierung auszukommen als er beim Fehlen des Aluminiums erforderlich wäre, um einen Werkstoff mit gleicher Widerstandsfähigkeit zu erhalten. Geeignete Legierungen sind z. B. solche von der Zusammensetzung: 1,5% Ti, 6% Al, Rest Fe; 2% Ti, 5% Al, 2% Si, 1,5% Mn, Rest Fe; 3% Ti, 5% Al, 2% W, 2% Co, Rest Fe oder 2% Ti, 2% Al, 5% Cr, Rest Fe.

Claims (1)

1. Die Verwendung einer Stahllegierung nach Patent 623 741 mit weniger als 0,1% Kohlenstoff, Spuren Schwefel, unter 0,02% Phosphor, etwa 2% Aluminium, 1 bis 2% Chrom, etwa 0,35% Molybdän, bis zu 0,1% Vanadin, Rest Eisen, Titan und Beryllium, wird nicht beansprucht.

   Beispiel Mexikanisches Panucoöl mit 4,5% Schwefel wird unter einem Druck von 200 at und bei einer Temperatur von 450 in Gegenwart eines NIolybdän-Zink-Katalysators mit Wasserstoff behandelt. Die mit dem heißen Produkt und dessen Dämpfen in Berührung kommenden Teile der Apparatur sind mit einer aus 1,50/0 Titan, 6% Aluminium und im übrigen aus Eisen bestehenden Legierung bekleidet. Nach längerer Betriebsdauer zeigt der Werkstoff keinen nachweisbaren Angriff.

   P A T E N T A N S P R Ü C H: Verwendung von Stahllegierungen, die Titan, erheblich weniger als 15% Aluminium, gegebenenfalls Chrom in Mengen von erheblich weniger als 15 % und gegebenenfalls noch Zusatze, wie Wolfram, Molybdän, Vanadium, Silicium, Nickel, Kobalt, Kupfer oder Mangan, enthalten, als Werkstoffe für Vorrichtungen oder Vorrichtungsteile für die Druckhydrierung von Kohlen, Teeren oder Mineralölen oder für die Spaltung von Kohlenwasserstoffölen, insbesondere solchen Vorrichtungsteilen, die mit heißen Stoffen in Berührung kommen, wobei die Verwendung von Stahllegierungen nach Patent 623 741, die weniger als 0,1% Kohlenstoff, Spuren Schwefel, unter 0,02% Phosphor, etwa 2 Wo Aluminium, 1 bis 2 0,o Chrom, etwa 0,35% Molybdän, bis zu 0,1% Vanadium und als Rest Eisen, Titan und Beryllium enthalten, ausgenommen ist.