JPH06158236A - 金属材料 - Google Patents
金属材料Info
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- JPH06158236A JPH06158236A JP33678192A JP33678192A JPH06158236A JP H06158236 A JPH06158236 A JP H06158236A JP 33678192 A JP33678192 A JP 33678192A JP 33678192 A JP33678192 A JP 33678192A JP H06158236 A JPH06158236 A JP H06158236A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低圧、減少Ｓ含有の条件で接触改質反応を行
なう際のメタルダスティングの発生を防止する。 【構成】 Ｆｅ，Ｃｒを必須成分として含み，且つ ０≦Ｎｉ≦０．６５ ０．２５≦Ｆｅ≦０．８５ ０．１０≦Ｃｒ≦０．７０ であり、更に 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238 Ｆｅ18＋0.000378623
Ｃｒ6 ≦0.001 である金属材料を使用する。ここに、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ
は金属材料中のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒの重量割合を示す。
なう際のメタルダスティングの発生を防止する。 【構成】 Ｆｅ，Ｃｒを必須成分として含み，且つ ０≦Ｎｉ≦０．６５ ０．２５≦Ｆｅ≦０．８５ ０．１０≦Ｃｒ≦０．７０ であり、更に 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238 Ｆｅ18＋0.000378623
Ｃｒ6 ≦0.001 である金属材料を使用する。ここに、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ
は金属材料中のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒの重量割合を示す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属材料、特に接触改質
装置用として好適な金属材料に関する。
装置用として好適な金属材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハイオクタンガソリン或は化学原料用芳
香族炭化水素の製造装置として接触改質装置が用いら
れ、上記装置の構造材料としてＣｒ−Ｍｏ系の鉄鋼材料
が広く用いられている。
香族炭化水素の製造装置として接触改質装置が用いら
れ、上記装置の構造材料としてＣｒ−Ｍｏ系の鉄鋼材料
が広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の接触改質装置
は、Ｃｒ−Ｍｏ系の鉄鋼材料で構成され、圧力１０〜３
０Ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ、温度５００℃、且つ原料中のＳ分
含有量１ｐｐｍ程度の操業条件で使用されていた。この
条件（従来条件）で使用した場合、材料表面に若干の脱
炭は発生するが、実用上特に問題となることはなかっ
た。近年、収率の向上を計るため、操業圧力を数Ｋｇｆ
／ｃｍ2 Ｇ、原料中のＳ分含有量０．５ｐｐｍ程度以
下、温度５００〜６００℃程度の条件（新条件）が用い
られるようになった。
は、Ｃｒ−Ｍｏ系の鉄鋼材料で構成され、圧力１０〜３
０Ｋｇｆ／ｃｍ2 Ｇ、温度５００℃、且つ原料中のＳ分
含有量１ｐｐｍ程度の操業条件で使用されていた。この
条件（従来条件）で使用した場合、材料表面に若干の脱
炭は発生するが、実用上特に問題となることはなかっ
た。近年、収率の向上を計るため、操業圧力を数Ｋｇｆ
／ｃｍ2 Ｇ、原料中のＳ分含有量０．５ｐｐｍ程度以
下、温度５００〜６００℃程度の条件（新条件）が用い
られるようになった。
【０００４】新条件で操業を行なうと、材料表面に炭素
が析出して金属中に侵入し、浸炭を生じるとともに、母
材金属が粒子状に脱落するといういわゆるメタルダステ
ィング現象が発生することが判明した。メタルダスティ
ング現象は従来の脱炭から見ると逆の現象であり、触媒
の目詰まり、触媒活性の低下、圧力損失、金属材料の肉
厚減少の原因となり、装置の寿命、安全操業上の重大な
問題である。
が析出して金属中に侵入し、浸炭を生じるとともに、母
材金属が粒子状に脱落するといういわゆるメタルダステ
ィング現象が発生することが判明した。メタルダスティ
ング現象は従来の脱炭から見ると逆の現象であり、触媒
の目詰まり、触媒活性の低下、圧力損失、金属材料の肉
厚減少の原因となり、装置の寿命、安全操業上の重大な
問題である。
【０００５】本発明は、従来技術の問題点を解消し、低
圧、極低Ｓ含有の炭化水素／水素雰囲気（新条件）にお
いて発生するメダルダスティングを防止することを目的
とする。
圧、極低Ｓ含有の炭化水素／水素雰囲気（新条件）にお
いて発生するメダルダスティングを防止することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
目的を達成するために、Ｆｅ，Ｃｒを必須成分として含
み，且つ ０≦Ｎｉ≦０．６５ ０．２５≦Ｆｅ≦０．８５ ０．１０≦Ｃｒ≦０．７０ であり、更に 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238Ｆｅ18＋0.000378623
Ｃｒ6 ≦0.001 である金属材料を使用する。ここに、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ
は金属材料中のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒの重量割合を示す。
目的を達成するために、Ｆｅ，Ｃｒを必須成分として含
み，且つ ０≦Ｎｉ≦０．６５ ０．２５≦Ｆｅ≦０．８５ ０．１０≦Ｃｒ≦０．７０ であり、更に 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238Ｆｅ18＋0.000378623
Ｃｒ6 ≦0.001 である金属材料を使用する。ここに、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｒ
は金属材料中のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒの重量割合を示す。
【０００７】次に、本発明を、更に具体的に説明する。
先ず、本発明の基礎となった実験結果について説明す
る。本発明者は、接触改質装置内の雰囲気を模擬した雰
囲気（実験雰囲気）を有する試験装置中に、各種試験片
を置き、試験片の表面に析出した炭素量を測定した。図
１は、横軸を時間（ｈｒ）とし、縦軸を炭素析出量（ｍ
ｇ／ｍ2 ）としたグラフであり、時間と炭素析出量が比
例し、且つ実験片の材質によって炭素析出量に大差のあ
ることが判明した。なお、秤量には熱天秤を使用した。
先ず、本発明の基礎となった実験結果について説明す
る。本発明者は、接触改質装置内の雰囲気を模擬した雰
囲気（実験雰囲気）を有する試験装置中に、各種試験片
を置き、試験片の表面に析出した炭素量を測定した。図
１は、横軸を時間（ｈｒ）とし、縦軸を炭素析出量（ｍ
ｇ／ｍ2 ）としたグラフであり、時間と炭素析出量が比
例し、且つ実験片の材質によって炭素析出量に大差のあ
ることが判明した。なお、秤量には熱天秤を使用した。
【０００８】図１において、グラフに付した番号は試験
片の種類を示す。各種試験片の材質は次の通りである。 試験片１ Ｎｉ 試験片２ 普通鋼 試験片３ ２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ鋼 試験片４ ９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼 試験片５ ２０Ｃｒ−３２Ｎｉ，−Ｔｉ−Ａｌ
鋼（Ｔｉ含有量０．１ｗｔ％，Ａｌ含有量０．２ｗｔ
％） 試験片６ １８Ｃｒ− ９Ｎｉステンレス鋼 試験片７ １８Ｃｒ−１１Ｎｉステンレス鋼
（Ｎｂ含有量０．６ｗｔ％） 試験片８ Ｃｒ なお、試験装置内の雰囲気を一定に保つため、該装置中
には２５℃においてエチルベンゼンで飽和した水素を１
００ｃｃ／ｍｉｎ，プロパンを１０ｃｃ／ｍｉｎの割合
で供給した。装置内の温度は６００℃、大気圧である。
片の種類を示す。各種試験片の材質は次の通りである。 試験片１ Ｎｉ 試験片２ 普通鋼 試験片３ ２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ鋼 試験片４ ９Ｃｒ−１Ｍｏ鋼 試験片５ ２０Ｃｒ−３２Ｎｉ，−Ｔｉ−Ａｌ
鋼（Ｔｉ含有量０．１ｗｔ％，Ａｌ含有量０．２ｗｔ
％） 試験片６ １８Ｃｒ− ９Ｎｉステンレス鋼 試験片７ １８Ｃｒ−１１Ｎｉステンレス鋼
（Ｎｂ含有量０．６ｗｔ％） 試験片８ Ｃｒ なお、試験装置内の雰囲気を一定に保つため、該装置中
には２５℃においてエチルベンゼンで飽和した水素を１
００ｃｃ／ｍｉｎ，プロパンを１０ｃｃ／ｍｉｎの割合
で供給した。装置内の温度は６００℃、大気圧である。
【０００９】次に各試験片の炭素析出量（ｍｇ／ｈｒ）
と、メタルダスティングに伴う金属粒子脱落による試験
片の金属重量減との関係につき各種実験を重ね、両者が
プラスの相関を有することを見出した。図２は、試験片
１（Ｎｉ）と試験片３（２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ鋼）とに
おける両者の関係を示すグラフである。なお、他の試験
片に就いても、ほぼ同様の結果が得られた。
と、メタルダスティングに伴う金属粒子脱落による試験
片の金属重量減との関係につき各種実験を重ね、両者が
プラスの相関を有することを見出した。図２は、試験片
１（Ｎｉ）と試験片３（２．２５Ｃｒ−１Ｍｏ鋼）とに
おける両者の関係を示すグラフである。なお、他の試験
片に就いても、ほぼ同様の結果が得られた。
【００１０】上記実験の結果、炭素析出量を減少させる
ことにより、金属の重量減も減少させ、メタルダスティ
ングを有効に防止しうることが見出された。
ことにより、金属の重量減も減少させ、メタルダスティ
ングを有効に防止しうることが見出された。
【００１１】本発明者は、更に各種実験を重ね、試験片
中のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒの含有量が炭素析出量に大きく影
響することを見出した。図３は試験片中のＮｉ重量割合
を横軸とし、炭素析出量（ｍｇ／ｍ2 ／ｈｒ）を縦軸と
するグラフ、図４，５は夫々Ｆｅ，Ｃｒの重量割合を横
軸とした図３と同様なグラフである。なお、図中、方形
で囲んだ点は実験結果を示すデータ、直線は上記データ
に基づき、最小２乗法の原理により、コンピュータで求
めた、相関関係を示す直線である。上記実験からＮｉ，
Ｆｅの含有量を大とすると炭素析出量が増加し、Ｃｒの
含有量を大とすると炭素析出量は減少することが判明し
た。
中のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒの含有量が炭素析出量に大きく影
響することを見出した。図３は試験片中のＮｉ重量割合
を横軸とし、炭素析出量（ｍｇ／ｍ2 ／ｈｒ）を縦軸と
するグラフ、図４，５は夫々Ｆｅ，Ｃｒの重量割合を横
軸とした図３と同様なグラフである。なお、図中、方形
で囲んだ点は実験結果を示すデータ、直線は上記データ
に基づき、最小２乗法の原理により、コンピュータで求
めた、相関関係を示す直線である。上記実験からＮｉ，
Ｆｅの含有量を大とすると炭素析出量が増加し、Ｃｒの
含有量を大とすると炭素析出量は減少することが判明し
た。
【００１２】本発明者は上記相関関係を基礎として更に
検討を重ねた結果、Ｆｅ，Ｃｒを必須成分として含み，
且つ ０≦Ｎｉ≦０．６５ ０．２５≦Ｆｅ≦０．８５ ０．１０≦Ｃｒ≦０．７０ であり、更に 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238Ｆｅ18＋0.000378623
Ｃｒ6 ≦0.001 である金属材料で接触改質装置を構成することにより極
めて好適な結果の得られることが判明した。ここに、Ｎ
ｉ，Ｆｅ，Ｃｒは金属材料中のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒの重量
割合を示す。
検討を重ねた結果、Ｆｅ，Ｃｒを必須成分として含み，
且つ ０≦Ｎｉ≦０．６５ ０．２５≦Ｆｅ≦０．８５ ０．１０≦Ｃｒ≦０．７０ であり、更に 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238Ｆｅ18＋0.000378623
Ｃｒ6 ≦0.001 である金属材料で接触改質装置を構成することにより極
めて好適な結果の得られることが判明した。ここに、Ｎ
ｉ，Ｆｅ，Ｃｒは金属材料中のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒの重量
割合を示す。
【００１３】限定の理由は次の通りである。Ｎｉは、金
属材料の機械的特徴に関与する結晶構造を決定する成分
であり、又、Ｎｉが上記範囲外では、高温で充分な強度
が得られない。Ｃｒが上記範囲より大きいと材料の加工
性が小となり、尚、比較例Ｄは純Ｃｒであり、炭素析出
量は小さいが、脆く、金属材料として不過当である。又
Ｃｒが上記範囲より小さいと耐メタルダスティング性が
不充分となり易い。Ｆｅ含有量は主としてＮｉ，Ｃｒの
含有量から決定され、上記範囲外では充分な効果が得ら
れない。又、 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238Ｆｅ18＋
0.000378623 Ｃｒ6 （以下パラメータ値と呼ぶ）が0.00
1 より大きいと炭素析出量を充分小とすることができな
い。
属材料の機械的特徴に関与する結晶構造を決定する成分
であり、又、Ｎｉが上記範囲外では、高温で充分な強度
が得られない。Ｃｒが上記範囲より大きいと材料の加工
性が小となり、尚、比較例Ｄは純Ｃｒであり、炭素析出
量は小さいが、脆く、金属材料として不過当である。又
Ｃｒが上記範囲より小さいと耐メタルダスティング性が
不充分となり易い。Ｆｅ含有量は主としてＮｉ，Ｃｒの
含有量から決定され、上記範囲外では充分な効果が得ら
れない。又、 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238Ｆｅ18＋
0.000378623 Ｃｒ6 （以下パラメータ値と呼ぶ）が0.00
1 より大きいと炭素析出量を充分小とすることができな
い。
【００１４】
【作用】Ｆｅ，Ｃｒを必須成分として含み，且つ ０≦Ｎｉ≦０．６５ ０．２５≦Ｆｅ≦０．８５ ０．１０≦Ｃｒ≦０．７０ であり、更に 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238Ｆｅ18＋0.000378623
Ｃｒ6 ≦0.001 である金属材料を使用することにより、
接触改質装置を低圧、極低Ｓ含有の条件で使用した場合
のメルダイティングを防止する。
Ｃｒ6 ≦0.001 である金属材料を使用することにより、
接触改質装置を低圧、極低Ｓ含有の条件で使用した場合
のメルダイティングを防止する。
【００１５】
【実施例】下記組成Ａ，Ｂ，Ｃを有する金属材料を使用
した装置により、水素１５ｗｔ％，プロパン８０ｗｔ
％，エチルベンゼン５ｗｔ％，Ｓ含有量０．１ｐｐｍ，
大気圧，温度６００℃なる条件下で接触改質反応を行っ
た場合の炭素析出量（ｍｇ／ｍ2 ／ｈｒ）は表１、図
６、図７の通りであった。
した装置により、水素１５ｗｔ％，プロパン８０ｗｔ
％，エチルベンゼン５ｗｔ％，Ｓ含有量０．１ｐｐｍ，
大気圧，温度６００℃なる条件下で接触改質反応を行っ
た場合の炭素析出量（ｍｇ／ｍ2 ／ｈｒ）は表１、図
６、図７の通りであった。
【表１】
【００１６】
【比較例】組成Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈなる金属材料を用い
て実施例と同様な反応を行なった結果は表１、図６の通
りであった。
て実施例と同様な反応を行なった結果は表１、図６の通
りであった。
【表１】
【００１７】なお、組成Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｈの格子構造は面
心立方格子、組成Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇの格子構造は体心立方
格子であった。図６は横軸をパラメータ、縦軸を炭素析
出量とした上記実施例、比較例を示すグラフで、図中の
円又は正方形に付した記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈは表１の記号に対応し、又円は面心立方格子構造
であることを、方形は体心立方格子構造であることを示
す。なお又、図中の直線は図３、図４、図５と同じ手法
で求めた横軸で示すパラメータと縦軸で示す炭素析出量
の相関関係を示すものである。なお、図７は図６の原点
付近の拡大図である。
心立方格子、組成Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇの格子構造は体心立方
格子であった。図６は横軸をパラメータ、縦軸を炭素析
出量とした上記実施例、比較例を示すグラフで、図中の
円又は正方形に付した記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，
Ｇ，Ｈは表１の記号に対応し、又円は面心立方格子構造
であることを、方形は体心立方格子構造であることを示
す。なお又、図中の直線は図３、図４、図５と同じ手法
で求めた横軸で示すパラメータと縦軸で示す炭素析出量
の相関関係を示すものである。なお、図７は図６の原点
付近の拡大図である。
【００２０】
【発明の効果】低圧、極小Ｓ含有条件で接触改質反応を
行った場合にもメタルダスティングの発生が極めて少な
い。
行った場合にもメタルダスティングの発生が極めて少な
い。
【００２１】
【図１】炭素析出量と時間の関係を示すグラフである。
【図２】炭素析出量と試験片の減量の関係を示すグラフ
である。
である。
【図３】炭素析出量とＮｉ含有量の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図４】炭素析出量とＦｅ含有量の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】炭素析出量とＣｒ含有量の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図６】パラメータと炭素析出量の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図７】図６の部分拡大図である。
１ 実験片の番号 ２ 実験片の番号 ３ 実験片の番号 ４ 実験片の番号 ５ 実験片の番号 ６ 実験片の番号 ７ 実験片の番号 ８ 実験片の番号 Ａ 実施例の番号 Ｂ 実施例の番号 Ｃ 実施例の番号 Ｄ 比較例の番号 Ｅ 比較例の番号 Ｆ 比較例の番号 Ｇ 比較例の番号 Ｈ 比較例の番号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 英夫 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 工藤 英彦 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 牛久 真弓 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 中村 宗和 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号千代田化工建設株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｆｅ，Ｃｒを必須成分として含み，且つ ０≦Ｎｉ≦０．６５ ０．２５≦Ｆｅ≦０．８５ ０．１０≦Ｃｒ≦０．７０ であり、更に 0.0385928Ｎｉ8 ＋ 0.00638238Ｆｅ18＋0.000378623
Ｃｒ6 ≦0.001 であることを特徴とする金属材料。ここに、Ｎｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｒは金属材料中のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒの重量割合を
示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33678192A JPH06158236A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 金属材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33678192A JPH06158236A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 金属材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158236A true JPH06158236A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18302637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33678192A Pending JPH06158236A (ja) | 1992-11-25 | 1992-11-25 | 金属材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06158236A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103072A1 (en) * | 2001-06-19 | 2002-12-27 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metal material having good resistance to metal dusting |
-
1992
- 1992-11-25 JP JP33678192A patent/JPH06158236A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002103072A1 (en) * | 2001-06-19 | 2002-12-27 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Metal material having good resistance to metal dusting |
| US6623869B1 (en) | 2001-06-19 | 2003-09-23 | Sumitomo Metal Ind | Metal material having good resistance to metal dusting |
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