JP2017508820A - 副生炭素質物質生成環境に露出できる装置及び関連方法 - Google Patents

副生炭素質物質生成環境に露出できる装置及び関連方法 Download PDF

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Abstract

装置が、副生炭素質物質生成環境に露出可能であり、そしてＡＢＯ3型ペロブスカイト構造であって式ＡaＢbＯ3-δのペロブスカイト材料を含んでいるる表面を有し、式中、０．９＜ａ≦１．２、０．９＜ｂ≦１．２、−０．５＜δ＜０．５であり、Ａは第１の元素と第２の元素との組合せであって、第１の元素がイットリウム、ビスマス、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム及びこれらの組合せから選択され、第２の元素は、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びこれらの組合せから選択され、Ｂは、銀、金、カドミウム、セリウム、コバルト、クロム、銅、ジスプロシウム、エルビウム、ユウロピウム、鉄、ガリウム、ガドリニウム、ハフニウム、ホルミウム、インジウム、イリジウム、ランタン、ルテチウム、マンガン、モリブデン、ニオブ、ネオジム、ニッケル、オスミウム、パラジウム、プロメチウム、プラセオジム、白金、レニウム、ロジウム、ルテニウム、アンチモン、スカンジウム、サマリウム、スズ、タンタル、テルビウム、テクネチウム、チタン、ツリウム、バナジウム、タングステン、イットリウム、イッテルビウム、亜鉛、ジルコニウム及びこれらの組合せから選択される。関連の方法も記載される。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、副生炭素質物質の堆積が解消又は低減される副生炭素質物質生成環境に露出できる装置並びに関連方法に関する。
多くのプロセスの副生炭素質物質は通常望ましくない。例えば、炭化水素クラッキングプロセス中に、副生炭素質物質（例えばコークス）の堆積が、装置部品の内表面、例えば、炉装置のラジアント管の内表面で起こる。ラジアント管の内表面がコークスの層で徐々に被覆されると、ラジアント管金属温度（ＴＭＴ）が上昇し、かつラジアントコイルによる圧力降下が増大する。また、副生炭素質物質の堆積は、機械的特性（応力破断、熱疲労、及び延性等）を炭化により悪化させることによって、装置部品、例えば、ラジアント管の物理的特性に悪影響を与える。
他の副生炭素質物質の形成装置及び方法、例えば、メタンの水蒸気改質装置及び方法、並びに炭素質燃料の燃焼装置及び方法も、副生炭素質物質の堆積によって問題が生じる。
炉管内表面等の装置部品上での副生炭素質物質の堆積の不利点を克服するための様々な方法が考えられてきた。これらの方法として、装置に用いられる金属基板のクロム含有量を増大させる合金への冶金アップグレード、並びに硫黄、ジメチルスルフィド（ＤＭＤＳ）、及びジメチルジスルフィド（ＤＭＤ）、又は硫化水素等の添加剤の、装置に至るフィードストックへの添加が挙げられる。
本方法の一部が、一部の産業において一般的に用いられる一方で、副生炭素質物質の堆積が解消又は低減される新たな装置及び関連の方法を提供することが所望される。
国際公開第２０１２／０８７５５０号
一態様では、本発明は、副生炭素質物質生成環境に露出できる表面を有する装置に関するものであり、表面は、ＡＢＯ3型ペロブスカイト構造であって式ＡaＢbＯ3-δのペロブスカイト材料を含む。式中、０．９＜ａ≦１．２、０．９＜ｂ≦１．２、−０．５＜δ＜０．５であり、Ａは第１の元素と第２の元素の組合せを含んでいて、第１の元素はイットリウム（Ｙ）、ビスマス（Ｂｉ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）及びこれらの組合せから選択され、第２の元素はカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）及びこれらの組合せから選択され、Ｂは銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、セリウム（Ｃｅ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、鉄（Ｆｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ホルミウム（Ｈｏ）、インジウム（Ｉｎ）、イリジウム（Ｉｒ）、ランタン（Ｌａ）、ルテチウム（Ｌｕ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、プラセオジム（Ｐｒ）、白金（Ｐｔ）、レニウム（Ｒｅ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、アンチモン（Ｓｂ）、スカンジウム（Ｓｃ）、サマリウム（Ｓｍ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、テルビウム（Ｔｂ）、テクネチウム（Ｔｃ）、チタン（Ｔｉ）、ツリウム（Ｔｍ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びこれらの組合せから選択される。
別の態様では、本発明は、先の段落において記載される装置を提供することと、表面を、副生炭素質物質生成環境に暴露することとを含む方法に関する。
本発明のこれらの、そして他の特徴、態様、及び利点は、以下の詳細な説明を、添付の図面を参照して読めば、よりよく理解されるであろう。
本発明の一部の実施形態に従う装置の管の概略断面図を示す。
特に定義されない限り、本明細書で用いる技術用語及び科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書中の「挙げられる、含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、又は「有する、ある（ｈａｖｉｎｇ）」及びそれらの変形の使用は、以降で記載される品目及びその等価物、並びに付加的な品目を包含することを意味する。
本明細書及び特許請求の範囲を通して用いられる近似の文言（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｎｇ ｌａｎｇｕａｇｅ）は、その文言が関連する基本的な機能の変化をもたらすことのないように差し支えなく変わり得る、あらゆる定量的説明を修飾するように適用され得る。したがって、「約」等の用語によって修飾される値は、特定された正確な値に限定されるべきでない。場合によっては、近似の文言は、値を測定する機器の精度に対応してよい。本明細書及び特許請求の範囲を通して、範囲限定が組み合わされてよく、かつ／又は置き換えられてよい、そのような範囲は、文脈又は文言が特に示さない限り、認識され、かつ、その中に含まれる全ての副範囲を含む。
本明細書及び特許請求の範囲において、文脈が特に明らかに指示しない限り、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「（ｔｈｅ）」は、複数の指示物を含む。さらに、本明細書で用いる接尾辞「（ｓ）」は通常、これが修飾する用語の単数及び複数の双方を含むことによって、当該用語の１つ以上を含むことが意図される。
本明細書で用いる用語「又は（ｏｒ）」は、排他的であることを意味せず、言及される部品（例えば、材料）の少なくとも１つが存在することを指し、そして、文脈が特に明らかに指示しない限り、言及される部品の組合せが存在し得る例を含む。
本明細書で用いる用語「してよい、し得る（ｍａｙ）」及び「であってよい、であり得る（ｍａｙ ｂｅ）」は、一組の状況内での発生の可能性、指定された特性、特徴、もしくは機能の所有、を示し、かつ／又は、条件付きの（ｑｕａｌｉｆｉｅｄ）動詞と関連する能力（ａｂｉｌｉｔｙ、ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）もしくは可能性の１つもしくは複数を表すことによって、別の動詞を条件付ける。したがって、「してよい、し得る」及び「であってよい、であり得る」の使用は、修飾された用語が、示された能力、機能、又は使用について、明らかに適切であり、可能であり、又は適していることを示す一方で、一部の状況において、修飾された用語が時折、適切でなく、可能でなく、又は適していない場合があることを考慮に入れている。例えば、一部の状況において、事象又は能力が予想され得る一方で、他の状況において、事象又は能力が生じ得ない。この特徴は、用語「してよい、し得る」及び「であってよい、であり得る」によって捕捉される。
本明細書を通じた、「一部の実施形態」その他への言及は、本発明に関して記載される特定の要素（例えば、特徴、構造、及び／又は特性）が、本明細書中に記載される１以上の実施形態に含まれ、そして他の実施形態では存在しても存在しなくてもよいことを意味する。また、記載される本発明の特徴は、種々の実施形態では、適切なあらゆる方法で組み合わされてよいことが理解されるべきである。
本発明の実施形態は、副生炭素質物質生成環境において、副生炭素質物質の堆積が解消又は低減される装置、及び関連の方法に関する。
本明細書で用いる用語「装置」は、副生炭素質物質生成環境に曝され得るあらゆる装置を指す。一部の実施形態では、装置として、炉管、管継手、反応容器、ラジアント管又はこれらの組合せが挙げられる。装置は、管のアレイが走る火室を備える熱分解炉であってよい。管のアレイ及び対応する継手は、長さが数百メートルであってよい。管のアレイは、直管を備えても蛇行する管を備えてもよい。
本明細書で用いる用語「副生炭素質物質」は、限定されないが、炭素質の固体もしくは液体、又は炭素質の固体もしくは液体を形成する微粒子もしくは巨大分子を指し、これらは、石炭、石油、木材、炭化水素、及び他の炭素含有物質に由来し、例えば、カーボンブラック、タール、コークス又はこれらの組合せが挙げられる。
本明細書で用いる用語「副生炭素質物質生成環境」は、不要な副生物として炭素質物質を産する虞があるあらゆる環境を指す。一部の実施形態では、副生物生成環境は、石油化学プロセシング環境である。一部の実施形態では、副生炭素質物質生成環境は、炭化水素クラッキング環境である。
一部の実施形態では、副生炭素質物質生成環境は、温度が約７００℃〜約９００℃の範囲にあり、蒸気の、炭化水素に対する重量比が約３、７〜約７、３の範囲にある炭化水素クラッキング環境であり、炭化水素は、エタン、ヘプタン、液化石油ガス、ナフサ、ガス油又はこれらの組合せを含む。
一部の実施形態では、副生炭素質物質生成環境は、温度が約４８０℃〜約６００℃の範囲にある炭化水素クラッキング環境であり、炭化水素は、粗油の常圧蒸留及び減圧蒸留由来の底部を含み、蒸気の重量パーセンテージは、約１ｗｔ％〜約２ｗｔ％の範囲にある。
本明細書で用いる用語「炭化水素クラッキング」、「クラッキング炭化水素」、又はそれらのあらゆる変形は、限定されないが、エタン、プロパン、ブタン、ナフサ、粗油の常圧蒸留及び減圧蒸留由来の底部等の炭化水素が、装置中でクラッキングされて、より小さい分子の物質が得られるプロセスを指す。
本明細書で用いる用語「ペロブスカイト材料」又はそのあらゆる変形は、ＡＢＯ3型ペロブスカイト構造であって式ＡaＢbＯ3-δであるあらゆる材料を指す。一部の実施形態では、ＡＢＯ3ペロブスカイト構造では、Ａ陽イオンは、立方八面体配位中で１２の陰イオンによって取り囲まれ、Ｂ陽イオンは、八面体配位中で６つの陰イオンによって取り囲まれ、そして酸素陰イオンは、２つのＢ陽イオン及び４つのＡ陽イオンによって配位される。一部の実施形態では、ＡＢＯ3ペロブスカイト構造は、角を共有するＢＯ6八面体から構築される。一部の実施形態では、ＡＢＯ3ペロブスカイト構造は、歪んだ誘導体（ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）を含む。歪みは、規則的な剛性八面体（ｒｉｇｉｄ ｏｃｔａｈｅｄｒａ）の回転もしくは傾きのため、又は歪んだＢＯ6八面体の存在のためであり得る。一部の実施形態では、ＡＢＯ3ペロブスカイト構造は、立方晶系である。一部の実施形態では、ＡＢＯ3ペロブスカイト構造は、六方晶系である。
一部の実施形態では、ペロブスカイト材料は、式ｎ（ＡaＢbＯ3-δ）であってよく、式中、ｎ＝１、２、３、４、８その他である。
第１の元素は、イットリウム（Ｙ）、ビスマス（Ｂｉ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）から選択される単一の元素であっても元素の組合せであってもよい。
第２の元素は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）及びルビジウム（Ｒｂ）から選択される単一の元素であっても元素の組合せであってもよい。
同様に、Ｂは、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、セリウム（Ｃｅ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、鉄（Ｆｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ホルミウム（Ｈｏ）、インジウム（Ｉｎ）、イリジウム（Ｉｒ）、ランタン（Ｌａ）、ルテチウム（Ｌｕ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、プラセオジム（Ｐｒ）、白金（Ｐｔ）、レニウム（Ｒｅ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、アンチモン（Ｓｂ）、スカンジウム（Ｓｃ）、サマリウム（Ｓｍ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、テルビウム（Ｔｂ）、テクネチウム（Ｔｃ）、チタン（Ｔｉ）、ツリウム（Ｔｍ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、亜鉛（Ｚｎ）及びジルコニウム（Ｚｒ）から選択される単一の元素であっても元素の組合せであってもよい。
一部の実施形態では、ペロブスカイト材料は、Ｌａ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｃｅ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.05、Ｃｅ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.45、Ｙ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｙ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2、Ｂｉ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｂｉ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2、Ｐｒ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｐｒ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2又はこれらの組合せを含む。Ｌａ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3について、ＡはＢａ及びＬａの組合せであり、第１の元素はＬａであり、第２の元素はＢａであり、ａ＝１であり、ＢはＣｅ、Ｚｒ及びＹの組合せであり、ｂ＝１であり、δ＝０である。Ｃｅ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.05及びＣｅ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.45について、ＡはＣｅ及びＢａの組合せであり、第１の元素はＣｅであり、第２の元素はＢａであり、ａ＝１であり、ＢはＣｅ、Ｚｒ及びＹの組合せであり、ｂ＝１であり、それぞれδ＝−０．０５及び−０．４５である。Ｙ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3及びＹ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2について、ＡはＹ及びＢａの組合せであり、第１の元素はＹであり、第２の元素はＢａであり、ａ＝１であり、ＢはＣｅ、Ｚｒ及びＹの組合せであり、ｂ＝１であり、それぞれδ＝０及び−０．２である。Ｂｉ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3及びＢｉ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2について、ＡはＢｉ及びＢａの組合せであり、第１の元素はＢｉであり、第２の元素はＢａであり、ａ＝１であり、ＢはＣｅ、Ｚｒ及びＹの組合せであり、ｂ＝１であり、それぞれδ＝０及び−０．２である。同様に、Ｐｒ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3及びＰｒ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2について、ＡはＰｒ及びＢａの組合せであり、第１の元素はＰｒであり、第２の元素はＢａであり、ａ＝１であり、ＢはＣｅ、Ｚｒ及びＹの組合せであり、ｂ＝１であり、それぞれδ＝０及び−０．２である。
本明細書中の実施例から分かるように、Ａサイトにおいて第１の元素及び第２の元素の組合せを含むペロブスカイト材料は、副生炭素質物質生成環境において安定しており、かつ耐コークス化性である。したがって、ペロブスカイト材料の少なくとも１つが、副生炭素質物質生成環境に曝される装置の表面にあると、表面の副生炭素質物質の堆積は回避されるか、引き下げられる。
一部の実施形態では、図１に示すように、表面１は、装置３の管２の内表面であり、副生炭素質物質生成環境４は、管２の内側である。
一部の実施形態では、副生炭素質物質生成環境に曝される装置の表面は、ペロブスカイト材料の皮膜を備える。ペロブスカイト材料は、様々な方法、例えば、大気プラズマ溶射、スラリー塗工、ゾル−ゲル塗工、溶液塗工又はこれらの組合せを用いて、装置の表面に被覆し得る。
一部の実施形態では、ペロブスカイト材料はスラリーで被覆する。スラリーはさらに、スラリー湿潤能力の向上、スラリー粘度の調整又は良好なグリーン皮膜強度を得るために、有機バインダー、無機バインダー、湿潤剤、溶媒又はこれらの組合せを含んでよい。有機バインダー、無機バインダー、湿潤剤、溶媒又はこれらの組合せがスラリー中に加えられる場合、スラリー中のペロブスカイト材料の総重量パーセンテージは、約１０％〜約９０％、好ましくは約１５％〜約７０％、より好ましくは約３０％〜約５５％であってよい。
スラリーは、様々な技術（スポンジング、塗装、遠心分離、スプレー、充填及びドレン、浸漬によって又はこれらの組合せ等）によって施されてよい。一部の実施形態では、スラリーは、浸漬によって、すなわち、被覆されるべき装置の一部をスラリー中に浸すことによって施される。一部の実施形態では、スラリーは、充填及びドレンによって、すなわち、被覆されるべき装置の管内にスラリーを満たし、そしてその後、例えば重力によって、スラリーを排出することによって施される。
一部の実施形態では、スラリーが装置の表面に施された後、被覆された装置は焼結されて、強度が高温にて良好である皮膜が得られる。本明細書で用いる用語「焼結」又はそのあらゆる変形は、限定されないが、焼結炉又は他の加熱施設において材料を加熱する方法を指す。一部の実施形態では、焼結温度は、約８５０℃〜約１０００℃の範囲にある。一部の実施形態では、焼結温度は、約１０００℃である。
以下の実施例は、特許請求された本発明を当業者が実践する際の更なる案内を提供するために含まれる。これらの実施例は、添付された特許請求の範囲において定義される本発明を限定しない。
実施例１：ペロブスカイト材料の調製
ペロブスカイト材料を固相反応法によって調製した。化学量論量の高純度の炭酸バリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化ビスマス、酸化プラセオジム、及び酸化セリウムの粉末（全て、Ｓｉｎｏｐｈａｒｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｇｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（ＳＣＲＣ）、中国、上海由来）を混合し、かつ空気中で１６００℃にて６時間か焼して、Ｌａ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｃｅ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.05、Ｃｅ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.45、Ｙ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｙ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2、Ｂｉ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｂｉ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2、Ｐｒ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、及びＰｒ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2の粉末をそれぞれ形成した。
Ｘ線回折（ＸＲＤ）分析を行って、材料の結晶構造を調べた。ペロブスカイト構造を全ての材料で観察した。全ての材料の２つのθ角度を、ＢａＣｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3に対して大きくすると、ランタン、セリウム、イットリウム、ビスマス、及びプラセオジムがそれぞれ、ＢａＣｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3結晶構造中のバリウムの一部を置換し、かつペロブスカイト材料のＡサイトにおいてバリウムと共存することが示された。
実施例２：炭化水素クラッキング
実施例１で調製したＬａ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3粉末をバーに成形し、ラボ規模の炭化水素クラッキング炉の一定温度領域に置いた。その後、炉ドアを閉じた。炉内にアルゴンガスを、１００立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）の流速でフィードした。クラッキング炉を、２０℃／分のランプ速度で８５０℃に加熱した。気化器を、３０分以内に３５０℃に加熱した。
クラッキング炉の温度が８５０℃に達し、かつ気化器の温度が３５０℃に達すると、ピストンポンプを用いて、水を１．５８ｍｌ／分の流速で気化器中にポンプ輸送した。アルゴンガスのフィードを止めた。５分後、ピストンポンプを用いて、ヘプタンを２．３２ｍｌ／分の流速で気化器中にポンプ輸送して、気化器内で蒸発させ、１、１の重量比で蒸気と混合した。ヘプタン及び水のポンプ輸送を止める前に、クラッキング炉の温度を、所望の温度、例えば８５０±５℃に２時間維持した。クラッキング炉内のヘプタン及び蒸気の滞留時間は、１．５秒であった。クラッキング炉及び気化器を遮断する前に、アルゴンガスを再び、１００ｓｃｃｍの流速でフィードした。クラッキング炉が冷却すると、アルゴンガスフィードを止め、炉ドアを開いてサンプルホルダを取り出した。
コークスは、いずれのバーにも観察されなかった。ＸＲＤ分析法は、結晶構造が、炭化水素クラッキング前に対して変化しないことを示した。これらのことは、式Ｌａ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3のペロブスカイト材料が、副生炭素質物質生成環境において耐コークス化性であり、かつ安定していることを示している。
本発明のある一定の特徴のみが本明細書中に示され、かつ記載されてきたが、多くの修正及び変更が当業者に思い浮かぶであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲内にあるような全ての修正及び変更をカバーすることが意図されていると理解されるべきである。

Claims (10)

  1. 副生炭素質物質生成環境に露出できる表面を有する装置であって、表面が、ＡＢＯ3型ペロブスカイト構造であって式ＡaＢbＯ3-δのペロブスカイト材料を含んでいる、装置。
    式中、
    ０．９＜ａ≦１．２、
    ０．９＜ｂ≦１．２、
    −０．５＜δ＜０．５であり、
    Ａは第１の元素と第２の元素との組合せであって、第１の元素がイットリウム（Ｙ）、ビスマス（Ｂｉ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）及びこれらの組合せから選択され、第２の元素は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）及びこれらの組合せから選択され、
    Ｂは、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カドミウム（Ｃｄ）、セリウム（Ｃｅ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、エルビウム（Ｅｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、鉄（Ｆｅ）、ガリウム（Ｇａ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ホルミウム（Ｈｏ）、インジウム（Ｉｎ）、イリジウム（Ｉｒ）、ランタン（Ｌａ）、ルテチウム（Ｌｕ）、マンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ネオジム（Ｎｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、プラセオジム（Ｐｒ）、白金（Ｐｔ）、レニウム（Ｒｅ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、アンチモン（Ｓｂ）、スカンジウム（Ｓｃ）、サマリウム（Ｓｍ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、テルビウム（Ｔｂ）、テクネチウム（Ｔｃ）、チタン（Ｔｉ）、ツリウム（Ｔｍ）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びこれらの組合せから選択される、装置。
  2. ペロブスカイト材料がＬａ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｃｅ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.05、Ｃｅ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.45、Ｙ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｙ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2、Ｂｉ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｂｉ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2、Ｐｒ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｐｒ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2又はこれらの組合せを含む、請求項１記載の装置。
  3. 表面がペロブスカイト材料の皮膜を備える、請求項１記載の装置。
  4. 表面が管の内表面である、請求項１記載の装置。
  5. 請求項１記載の装置を用意し、
    表面を副生炭素質物質生成環境に暴露すること
    を含む方法。
  6. ペロブスカイト材料が式Ｌａ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｃｅ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.05、Ｃｅ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.45、Ｙ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｙ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2、Ｂｉ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、Ｂｉ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2、Ｐｒ0.1Ｂａ0.9Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3、又はＰｒ0.5Ｂａ0.5Ｃｅ0.7Ｚｒ0.2Ｙ0.1Ｏ3.2のものである、請求項５記載の方法。
  7. 副生炭素質物質生成環境が炭化水素クラッキング環境である、請求項５記載の方法。
  8. 炭化水素がエタン、ヘプタン、液化石油ガス、ナフサ、ガス油又はこれらの組合せを含む、請求項７記載の方法。
  9. 表面が管の内表面である、請求項５記載の方法。
  10. 表面がペロブスカイト材料の皮膜を備える、請求項５記載の方法。
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