JPH11323498A - 耐コ―クス化特性を含む適用における僅かに合金となされた鋼の使用法 - Google Patents

耐コ―クス化特性を含む適用における僅かに合金となされた鋼の使用法

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JPH11323498A
JPH11323498A JP11091335A JP9133599A JPH11323498A JP H11323498 A JPH11323498 A JP H11323498A JP 11091335 A JP11091335 A JP 11091335A JP 9133599 A JP9133599 A JP 9133599A JP H11323498 A JPH11323498 A JP H11323498A
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furnace
conduit
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Philippe Lecour
ルクール フィリップ
Xavier Longaygue
ロンゲグ グザヴィエ
Francois Ropital
ロピタル フランソワ
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば温度３５０〜１１００℃で行なわれる
石油精製方法、あるいはまた接触もしくは熱クラッキン
グおよび脱水素化方法等の石油化学方法において、従来
の標準鋼のコークス化割合よりも低いコークス化割合を
有するとともに、所定温度において優れた機械特性を有
する、耐コークス化特性を含む適用における僅かに合金
となされた鋼の使用法を提供する。 【解決手段】 耐コークス化特性を含む適用における僅
かに合金となされた鋼の使用法は、炉、反応器または導
管の要素の製造において、Ｃを多くとも０．２５％、Ｓ
ｉを１．５〜５％、Ｃｒを４〜１０％、Ｍｏを０．５〜
２％、Ｍｎを０．３〜１％、Ｓを多くとも０．０３％お
よび、Ｐを多くとも０．０３％含む鋼であって、１００
％までの充足物が主として鉄である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐コークス化特性
を含む適用において僅かに合金となされた鋼およびその
使用法に関する。
【０００２】これらの鋼は、特に装置要素、例えば反応
器、炉または導管の製造、あるいは石油精製方法または
石油化学方法において特に使用されるそのような装置の
被覆を目的とする。これら鋼は、改善されたコークス化
耐性を有する。さらに本発明は、改善されたコークス化
耐性を示すそのような鋼の新規組成にも関する。
【０００３】
【従来の技術】従来、炭化水素転換の際に炉内に広まる
炭素化堆積物は、一般にコークスと称される。このコー
クスの堆積は、工業装置内において有害なものである。
従って、管および反応器の内壁上におけるコークスの形
成は、特に熱交換の低下、大量の穴ふさぎ、故に圧力損
失の増加を引き起こす。反応温度を一定に保持するため
に、内壁の温度を上昇させることが必要である。このこ
とにより、これら内壁を構成する合金の損傷が引き起こ
されるリスクがある。装置の選択性の低下、それ故に収
率の低下も認められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特願平３−１０４８４
３（ＪＰ−Ａ−０３／１０４８４３）が公知であり、こ
れには、エチレンのクラッキング炉の管用耐コークス化
耐火性鋼が記載されている。しかしながら、この鋼は、
クロムおよびニッケル１５％以上と、マンガン少なくと
も０．４％とを含有する。この鋼は、エチレンのクラッ
キングに対する７５０〜９００℃でのコークスの形成を
制限するために開発されている。さらに米国特許ＵＳ−
Ａ−５６９３１５５が公知である。この特許は、ほとん
どコークス化性でない非酸化性鋼を用いる石油化学方法
に関する。これら鋼は、少なくとも１０％のニッケルと
少なくとも１０％のクロムとを含む。クロムおよびニッ
ケルのこれらの含有量により、これら鋼は、本発明の鋼
よりもコスト高であるという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、上記の従来技術の問題を
解決し、例えば温度３５０〜１１００℃で行なわれる石
油精製方法、あるいはまた接触もしくは熱クラッキング
および脱水素化方法等の石油化学方法において、従来の
標準鋼のコークス化割合よりも低いコークス化割合を有
するとともに、所定温度において優れた機械特性を有す
る、耐コークス化特性を含む適用における僅かに合金と
なされた鋼およびその使用法を提供しようとするにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、炉、反
応器または導管の要素の製造における有効なコークス化
耐性を得るために、Ｃを多くとも０．２５％、Ｓｉを
１．５〜５％、Ｃｒを４〜１０％、Ｍｏを０．５〜２
％、Ｍｎを０．３〜１％、Ｓを多くとも０．０３％およ
び、Ｐを多くとも０．０３％含む一定組成の鋼が使用さ
れる。
【０００７】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を説
明する。本発明において、より特別には、Ｃを約０．１
％、Ｓｉを１．５〜３％、Ｃｒを約９％、Ｍｏを約１
％、Ｍｎを約０．５％および、Ｖを多くとも０．４０％
含む鋼が使用されており、１００％までの充足物は主と
して鉄である。さらに、より特別には、Ｃを約０．１
％、Ｓｉを３以上〜５％、Ｃｒを約９％、Ｍｏを約１
％、Ｍｎを約０．５％および、Ｖを多くとも０．４０％
含む鋼が使用されるものであり、１００％までの充足物
は主として鉄である。本発明において使用される鋼は、
さらにＮｂを多くとも０．１％、Ｖを多くとも０．４０
％、Ｎを多くとも０．１０％、Ａｌを多くとも０．０５
％および、Ｎｉを多くとも０．４％含んでよい。
【０００８】本発明によれば、炉、反応器または導管の
製造を目的とする要素が完全に製造され得る。これら鋼
は、従来の精錬方法および鋳造方法により念入りに作成
され、ついで例えば鋼板、格子、管、形鋼、補強リング
または板を製造するために通常技術により成形されるも
のである。これら製品は、炉、反応器または導管の主要
部分、あるいはそれらの付属または補助部分のみを製造
するために使用されてよい。
【０００９】本発明によれば、炉、反応器または導管の
内壁の被覆を行なうために粉体形態のこれらの鋼も使用
されてよい。この場合、炉、反応器または導管の内壁の
被覆は、共遠心分離、「プラズマ」の技術、ＰＶＤ技術
（「物理的蒸着」）、ＣＶＤ技術（「化学的蒸着」）、
電気分解技術、「オーバレイ」技術およびクラッディン
グから選ばれる少なくとも１つの技術により行なわれ
る。
【００１０】上記で定義された組成の鋼を使用して製造
される装置あるいは要素は、温度３５０〜１１００℃で
行なわれる石油精製方法、あるいはまた石油化学方法、
例えば接触または熱クラッキングおよび脱水素化を目的
としてよい。例えば、温度４５０〜６５０℃でリフォー
マット（改質ガソリン）を製造することを可能にする接
触リフォーミング反応の間、副次的反応により、コーク
スの形成が引き起こされる。このコークスの形成は、ニ
ッケル、鉄および／またはそれらの酸化物の存在により
接触的に活性化される。別の適用は、イソブタンの脱水
素化方法であり、この方法により、温度５５０〜７００
℃でイソブテンを製造することが可能になる。
【００１１】さらに本発明は、上述の適用において使用
されうる新規鋼をも対象とする。
【００１２】これらの鋼は、一般に、Ｃを多くとも０．
２５％、Ｓｉを２．５以上〜５％まで、Ｃｒを４〜１０
％、、Ｍｏを０．５〜２％、Ｍｎを０．３〜１％、Ｓを
多くとも０．０３％および、Ｐを多くとも０．０３％含
んでおり、１００％までの充足物が主として鉄であるこ
とにより定義される。さらにこれらの鋼は、Ｎｂを多く
とも０．１％、Ｖを多くとも０．４０％、Ｎを多くとも
０．１０％、Ａｌを多くとも０．０５％および、Ｎｉを
多くとも０．４％含んでもよい。本発明の第１変形例に
おいて、鋼は、つぎの組成であった。すなわち、Ｃを約
０．１％、Ｓｉを２．５以上〜３％、Ｃｒを約９％、Ｍ
ｏを約１％、Ｍｎを約０．５％および、Ｖを多くとも
０．４０％含有してもよく、１００％までの充足物は主
として鉄である。本発明の別の変形例において、鋼は、
つぎの組成であった。すなわち、Ｃを約０．１％、Ｓｉ
を３以上〜５％、Ｃｒを約９％、Ｍｏを約１％、Ｍｎを
約０．５％および、Ｖを多くとも０．４０％含有しても
よく、１００％までの充足物は主として鉄である。
【００１３】
【実施例】つぎに、本発明の実施例を、図面を参照して
説明する。本発明は、添付図面により例証される、つぎ
の何ら限定されない実施例およびテストを解読すること
により、より良く理解されるものであり、またその利点
は、より明確に現れるものである。図１は、接触リフォ
ーミング反応中の種々の鋼のコークス化曲線を示す。ま
た図２は、イソブタンの脱水素化反応における種々の鋼
についてのコークス化曲線を示す。
【００１４】鋼の組成 つぎの実施例においてテストした鋼の組成を、つぎの表
１に記載した。これらの鋼は、バス構造または焼き戻し
されたマルテンサイト構造を有する。
【００１５】
【表１】
【００１６】実施例１および実施例２において記載され
るように実施されるテストについて、鋼の試料を、後述
されるように調製した。試料を、電気浸食により切り分
け、ついでＳｉＣ＃１８０紙で研磨して、標準的な表面
状態を確保するようにして、切断の際に形成されうる酸
化物の表層を取り除くようにした。洗浄を、ＣＣｌ4 浴
中において、ついでアセトン浴中において、最後にエタ
ノール浴中において行なった。
【００１７】［実施例１］表１の種々の合金を、水素／
炭化水素モル比６／１で実施される、６００℃でのナフ
サの接触リフォーミング反応器内でテストした。接触リ
フォーミング反応により、リフォーマット（改質ガソリ
ン）を製造することが可能になった。副次的反応は、コ
ークスの形成であった。この方法に関して使用される温
度で、コークスの堆積は、主として触媒源のコークスで
構成された。
【００１８】テストの実施について使用される操作マニ
ュアルは、次の通りであった。上述したように調製した
試料を、熱天秤のアームに吊した。ついで、円筒反応器
を閉鎖した。温度の上昇をアルゴン下に行なった。ナフ
サ、水素、およびアルゴンからなる反応混合物を反応器
に注入した。微量天秤により試料上の量の獲得を連続的
に測定することが可能になった。
【００１９】図１は、横軸に時間を有し、かつ縦軸にコ
ークス量を有するグラフを示した。このコークス量は、
反応の間に試料上で形成された。量を、平方メートルに
よるグラム（ｇ／ｍ2 ）で記載した。曲線１および曲線
２は、鋼Ａ5 および鋼Ａ9 に関し、曲線３は、鋼Ｃ1 に
関し、曲線４の全体は、鋼Ｂ1 、鋼Ｂ11、鋼Ｂ2 、鋼Ｂ
21および鋼Ｂ3 に関する。鋼Ｂ11に対応する曲線は、表
示されなかった。この曲線は、鋼Ｂ1 および鋼Ｂ2 に対
応する曲線の間に位置するものである。同様に、鋼Ｂ21
に対応する曲線は、表示されなかった。この曲線は、鋼
Ｂ2 および鋼Ｂ3 に対応する曲線の間に位置するもので
ある。
【００２０】本発明による鋼の試料（曲線３と曲線４の
全体とにより示される）について、特に鋼Ｂ1 、鋼
Ｂ11、鋼Ｂ2 、鋼Ｂ21および鋼Ｂ3 について、コークス
化割合は、標準鋼Ａ5 および標準鋼Ａ9 （曲線１および
曲線２）の試料について認められるコークス化割合に比
して減少しているのが明らかであった。
【００２１】［実施例２］２番目のテストを、水素／炭
化水素モル比３／１、約６５０℃の温度で、イソブタン
のイソブテンへの脱水素化反応において行なった。鋼の
試料の調製マニュアルは、上述したマニュアルであっ
た。テストのマニュアルは、実施例１のマニュアルと同
じであった。
【００２２】図２は、標準鋼Ａ5 および標準鋼Ａ9 の試
料のコークス化（曲線５および曲線６により各々が示さ
れる）が、鋼Ｂ1 、鋼Ｂ2 および鋼Ｂ3 の試料のコーク
ス化（曲線８の全体により示される）より明らかに大き
く、かつ鋼Ｃ1 のコークス化（曲線７により示される）
より大きいことを証明した。鋼Ｂ11に対応する曲線は表
示しなかった。この曲線は、鋼Ｂ1 および鋼Ｂ2 に対応
する曲線の間に位置するものである。同様に、鋼Ｂ21に
対応する曲線は表示しなかった。この曲線は、鋼Ｂ2 お
よび鋼Ｂ3 に対応する曲線の間に位置するものである。
この２番目のテストにおいて、ケイ素を含む本発明のあ
らゆる鋼は、この元素を明確な割合で含まない標準鋼の
コークス化割合よりも低いコークス化割合を有してい
た。
【００２３】最後に、本発明による鋼Ｂ1 、鋼Ｂ2 およ
び鋼Ｂ3 の温度における優れた機械特性、並びに鋼Ｂ11
および鋼Ｂ21の温度における優れた機械特性に注目しな
ければならない。測定された値は、５つの鋼の各々に対
してほぼ同じであった。これらの値を、下記の表２に記
載した。この表では、第１欄は、試料の温度に対応し、
第２欄は、弾性限界の応力に対応し、第３欄は、破断応
力に対応し、第４欄は、破断伸びに対応し、第５欄は、
１００，０００時間後のクリープ・テストの際に破断が
介入する応力に対応した。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】本発明は、上述のように、炉、反応器ま
たは導管の要素の製造において、Ｃを多くとも０．２５
％、Ｓｉを１．５〜５％、Ｃｒを４〜１０％、Ｍｏを
０．５〜２％、Ｍｎを０．３〜１％、Ｓを多くとも０．
０３％および、Ｐを多くとも０．０３％含む鋼であっ
て、１００％までの充足物が主として鉄である鋼の使用
法であるから、本発明のによる耐コークス化特性を含む
適用における僅かに合金となされた鋼によれば、例えば
温度３５０〜１１００℃で行なわれる石油精製方法、あ
るいはまた接触もしくは熱クラッキングおよび脱水素化
方法等の石油化学方法において、従来の標準鋼のコーク
ス化割合よりも低いコークス化割合を有するとともに、
所定温度において優れた機械特性を有するという効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における接触リフォーミング反
応中の種々の鋼のコークス化曲線を示す。
【図２】本発明の実施例におけるイソブタンの脱水素化
反応における種々の鋼についてのコークス化曲線を示
す。
【符号の説明】
Ｂ1 本発明の鋼 Ｂ2 本発明の鋼 Ｂ3 本発明の鋼 Ｃ1 本発明の鋼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グザヴィエ ロンゲグ フランス国 ノワジー ル ロワ オレ ドゥ マルリ ９ (72)発明者 フランソワ ロピタル フランス国 リイル マルメゾン リュ ピエール ブロソレット 125

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 炉、反応器または導管の要素の製造にお
    いて、Ｃを多くとも０．２５％、Ｓｉを１．５〜５％、
    Ｃｒを４〜１０％、Ｍｏを０．５〜２％、Ｍｎを０．３
    〜１％、Ｓを多くとも０．０３％および、Ｐを多くとも
    ０．０３％含む鋼であって、１００％までの充足物が主
    として鉄である鋼の使用法。
  2. 【請求項２】 炉、反応器または導管の作成に含まれる
    要素全部を製造する、請求項１記載の使用法。
  3. 【請求項３】 共遠心分離、「プラズマ」の技術、ＰＶ
    Ｄ技術（「物理的蒸着」）、ＣＶＤ技術（「化学的蒸
    着」）、電気分解技術、「オーバレイ」技術およびクラ
    ッディングから選ばれる少なくとも１つの技術により
    炉、反応器または導管の内壁の被覆を行なう、請求項１
    記載の使用法。
  4. 【請求項４】 鋼が、Ｃを約０．１％、Ｓｉを１．５〜
    ３％、Ｃｒを約９％、Ｍｏを約１％、Ｍｎを約０．５％
    および、Ｖを多くとも０．４０％含んでおり、１００％
    までの充足物が主として鉄である、請求項１〜３のいず
    れか１項記載の使用法。
  5. 【請求項５】 鋼が、Ｃを約０．１％、Ｓｉを３以上〜
    ５％、Ｃｒを約９％、Ｍｏを約１％、Ｍｎを約０．５％
    および、Ｖを多くとも０．４０％含んでおり、１００％
    までの充足物が主として鉄である、請求項１〜３のいず
    れか１項記載の使用法。
  6. 【請求項６】 さらに鋼が、Ｎｂを多くとも０．１％、
    Ｖを多くとも０．４０％、Ｎを多くとも０．１０％、Ａ
    ｌを多くとも０．０５％および、Ｎｉを多くとも０．４
    ％含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の使用法。
  7. 【請求項７】 温度３５０〜１１００℃で行なわれる石
    油精製方法または石油化学方法を目的とした炉、反応器
    または導管の全部または一部の製造における請求項１〜
    ６のいずれか１項記載の使用法。
  8. 【請求項８】 前記方法が、温度４５０〜６５０℃でナ
    フサの接触リフォーミング反応を含むことを特徴とす
    る、請求項７記載の使用法。
  9. 【請求項９】 前記方法が、温度５５０〜７００℃でイ
    ソブタンの脱水素化反応を含むことを特徴とする、請求
    項７記載の使用法。
  10. 【請求項１０】鋼が、Ｃを多くとも０．２５％、Ｓｉを
    ２．５以上〜５％、Ｃｒを４〜１０％、Ｍｏを０．５〜
    ２％、Ｍｎを０．３〜１％、Ｓを多くとも０．０３％お
    よび、Ｐを多くとも０．０３％含んでおり、１００％ま
    での充足物が主として鉄であることを特徴とする、請求
    項１〜９のいずれか１項記載の使用法に用いられる鋼。
  11. 【請求項１１】鋼が、Ｃを約０．１％、Ｓｉを２．５以
    上〜３％、Ｃｒを約９％、Ｍｏを約１％、Ｍｎを約０．
    ５％および、Ｖを多くとも０．４０％含んでおり、１０
    ０％までの充足物が主として鉄であることを特徴とす
    る、請求項１０記載の鋼。
  12. 【請求項１２】鋼が、Ｃを約０．１％、Ｓｉを３以上〜
    ５％、Ｃｒを約９％、Ｍｏを約１％、Ｍｎを約０．５％
    および、Ｖを多くとも０．４０％含んでおり、１００％
    までの充足物が主として鉄であることを特徴とする、請
    求項１０記載の鋼。
  13. 【請求項１３】 さらに鋼が、Ｎｂを多くとも０．１
    ％、Ｖを多くとも０．４０％、Ｎを多くとも０．１０
    ％、Ａｌを多くとも０．０５％および、Ｎｉを多くとも
    ０．４％含むことを特徴とする、請求項１０または１１
    記載の鋼。
JP11091335A 1998-03-31 1999-03-31 耐コ―クス化特性を含む適用における僅かに合金となされた鋼の使用法 Pending JPH11323498A (ja)

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FR9804088 1998-03-31
FR9804088A FR2776671B1 (fr) 1998-03-31 1998-03-31 Aciers faiblement allies anti-cokage

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