KR100472337B1 - Process for producing metallic protective layer using hydrocarbon stream - Google Patents

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KR100472337B1
KR100472337B1 KR1019970700767A KR19970700767A KR100472337B1 KR 100472337 B1 KR100472337 B1 KR 100472337B1 KR 1019970700767 A KR1019970700767 A KR 1019970700767A KR 19970700767 A KR19970700767 A KR 19970700767A KR 100472337 B1 KR100472337 B1 KR 100472337B1
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metal
paint
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metallic protective
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Inventor
다니엘 피. 하게비에스치
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세브런 케미컬 컴퍼니
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Abstract

본 발명은 반응계의 한쪽면 이상 금속 함유의 도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅을 시킨 후 연속적이면서 점착성이 있는 금속성 보호층을 제조하는 불순물 수소와 같은 탄화수소를 함유하는 가스 스트림과 접촉시키는 금속성 보호층의 제조방법에 관한 것이다. 가스 스트림은 바람직하게 수소를 포함하며, 재활용 수소일 수도 있다. 본 발명의 바람직한 태양으로서, 마무리단계에서 이미 보호된 반응계의 일부가 교환되거나 재용접되고 교환 부분이 온스트림됨에 따라 보호층이 형성되는 것을 포함한다.The present invention relates to a metallic protective layer which is subjected to plating, cladding, paint or other coating of metal-containing metal on at least one side of the reaction system and then contacted with a gas stream containing a hydrocarbon such as impurity hydrogen to produce a continuous and tacky metallic protective layer. It relates to a manufacturing method. The gas stream preferably comprises hydrogen and may be recycled hydrogen. Preferred aspects of the invention include the formation of a protective layer as part of the reaction system already protected in the finishing step is replaced or rewelded and the exchange part is onstream.

Description

탄화수소 스트림을 이용하여 금속성 보호층을 제조하는 방법.A method of making a metallic protective layer using a hydrocarbon stream.

본 발명은 불순물 수소 스트림과 같은 탄화수소 함유 스트림을 사용하여 강철과 같은 기질 위에 금속성 보호층을 제조하는 신규 제법에 관한 것이다. 특히 이미 교체시키거나 개조된 반응계 중의 일부분을 마무리하는데 적용된다. 본 발명의 신규한 제법은 탄화수소를 전화시키는데 사용되는 반응계의 일부 또는 전부에 적용될 수 있다.The present invention relates to a novel process for producing a metallic protective layer on a substrate such as steel using a hydrocarbon containing stream such as an impurity hydrogen stream. In particular it applies to finishing parts of the reaction system that have already been replaced or modified. The novel preparations of the invention can be applied to some or all of the reaction systems used to convert hydrocarbons.

극저황 개질법(WO92/15653 참조) 및 수소첨가탈알킬화(WO92/15653 참조)와 같은 기타 탄화수소 전화 환경에서 사용되는 강철 표면과 같은 침탄(carburization)에 민감한 표면위의 금속성 보호층을 형성하는 것이 공지되어 있다. 이들 출원에서는 금속성 보호층을 형성하기 위하여 순수한 수소를 사용하여 경화(cure)단계가 필요함을 알려준다.It is known to form metallic protective layers on carburization-sensitive surfaces such as steel surfaces used in other hydrocarbon conversion environments such as cryogenic sulfur reforming (see WO92 / 15653) and hydrodealkylation (see WO92 / 15653). It is. These applications indicate that a cure step with pure hydrogen is required to form the metallic protective layer.

불행하게도, 근처에 수소 설비가 없다면, 순수한 수소유리 탄화수소를 얻기란 어려운 일이고 가격이 비싸질 것이다. 더구나, 순수한 수소를 사용하면, 일반적으로 1회로 한정된다. 이것은 일반적으로 수소 재활용이 불가능하기 때문이며, 탄화수소-유리 수소와 같은 대부분의 재활용 가스 압축기가 저분자량 가스를 다룰 수 없기 때문이다. 이러한 재활용 문제점을 해결하기 위하여 순수한 수소가 불활성 기체(예를 들면, 질소)와 희석될 수 있다. 다시 압축 및 재순환이 시도될 것이다. 그러나, 질소 또한 구입하기 어렵고 고가이다. 요약해보면, 1회 한정 수소의 필요성이나 불활성 기체의 부가로 처리단계의 가격을 높이게 된다.Unfortunately, without hydrogen facilities nearby, it is difficult to get pure hydrogen free hydrocarbons and it will be expensive. Moreover, using pure hydrogen is generally limited to one. This is because hydrogen recycling is generally not possible, since most recycled gas compressors, such as hydrocarbon-free hydrogen, cannot handle low molecular weight gases. Pure hydrogen can be diluted with an inert gas (eg nitrogen) to solve this recycling problem. Again compression and recycling will be attempted. However, nitrogen is also difficult to purchase and expensive. In summary, the need for one-time limited hydrogen or the addition of inert gas increases the cost of the treatment step.

금속성 보호층의 제법 및 경화(curing)에 관한 선행기술에서는 탄화수소가 없는 수소 스트림의 사용에 관하여 알려준다. 예를 들면, 호세 등의 WO92/15653에서는 "금속성 코팅 및 특히, 페인트는 환원조건하에서 수소로 처리되는 것이 바람직하다. 경화는 탄화수소가 없는 상태에서 행해지는 것이 바람직하다(p25, 23-5줄)."The prior art with regard to the preparation and curing of metallic protective layers teaches the use of hydrocarbon-free hydrogen streams. For example, in Jose et al. WO92 / 15653, "The metallic coating and in particular the paint is preferably treated with hydrogen under reducing conditions. The curing is preferably carried out in the absence of hydrocarbons (p25, lines 23-5). . "

호세 등의 WO 94/15898(23 페이지, 5-7줄)에서 거의 동일한 내용을 발견할 수 있다. 이들 두 출원에 관하여는 본원에 참조로 인용되며 특히 유용한 코팅 물질 및 경화 조건에 관하여 인용될 것이다.Almost the same can be found in Jose et al. WO 94/15898 (pages 23, lines 5-7). These two applications are incorporated herein by reference and will be cited with reference to particularly useful coating materials and curing conditions.

공지된 처리 공정으로서, 강철 기질에 금속 함유 코팅을 시키거나 페인트한 후의 개시 과정은 하기 단계를 포함한다:As a known treatment process, the initiation process after applying or painting a metal containing coating to a steel substrate comprises the following steps:

1. 수소 환경에서 경화 온도(일반적으로 600-1800℉)까지 반응계를 가열하고;1. Heat the reaction system to a curing temperature (typically 600-1800 ° F.) in a hydrogen environment;

2. 3일 동안 수소 하에서 경화 온도로 유지시키고;2. kept at cure temperature under hydrogen for 3 days;

3. 반응계를 냉각시키고; 다시3. cool the reaction system; again

4. 개시단계(start-up)의 표준과정을 시작한다.4. Start the standard procedure of start-up.

본 발명의 신규한 공정에서는 이들 단계중의 세 과정을 제거시킨다; "정상", "표준" 또는 다소 변형된 개시단계, 즉 공급원료의 존재 하에서 사용되어 원래의 위치의 금속성 보호층을 형성한다. 이것은 순수한 또는 탄화수소-유리 수소를 사용하는 시간-소비 및 분리 처리단계를 요구하지 않는다. 따라서, 새로운 공정은 3일까지 개시 시간을 감소시키고 온-스트림 시간을 증가시킨다.The novel process of the present invention eliminates three of these steps; It is used in the "normal", "standard" or somewhat modified initiation stage, ie in the presence of the feedstock, to form the metallic protective layer in its original position. This does not require time-consuming and separation treatment steps using pure or hydrocarbon-free hydrogen. Thus, the new process reduces onset time and increases on-stream time by three days.

본 발명의 신규한 공정에서는 특히 수정 위치(touch-up situations)에 유용하다. 예를 들면, 교체가 요구되는 로 튜브(furnace tube)의 일부 위에 금속성 보호층을 형성하는데 사용될 수 있다. 튜브를 분리하고 빼내어 새 강철 부분으로 교환시킨다. 이 부분을 금속함유 코팅제로 코팅시키거나 페인트하고 다시 제자리에서 용접시킨다. 탄화수소 공급원료의 존재 하에서 튜브를 온스트림 시키고 가열시킴에 따라 원래의 위치에서 보호층이 형성된다.The novel process of the present invention is particularly useful for touch-up situations. For example, it can be used to form a metallic protective layer over a portion of a furnace tube that requires replacement. Remove the tube, remove it and replace it with a new steel piece. This part is coated or painted with a metal-containing coating and welded back in place. The protective layer is formed in situ as the tube is heated and heated in the presence of a hydrocarbon feedstock.

발명의 요약Summary of the Invention

하나의 실시예로서, 상당량의 탄화수소를 함유한 가스 스트림을 사용하여 강철 기질 위에 연속성 및 점착성 금속성 보호층을 형성하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 미리 코팅되고 보호된 반응계의 일부를 교체되거나 잘라 개방된 후 다시 밀봉되는 수정 위치에 유용하다.In one embodiment, a method of forming a continuous and tacky metallic protective layer on a steel substrate using a gas stream containing a significant amount of hydrocarbons. The present invention is particularly useful in modified positions where part of the precoated and protected reaction system is replaced or cut open and then resealed.

또 다른 실시예로서, 본 발명은 하나이상의 반응계 표면에 금속 함유의 도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제를 적용시켜 금속성 보호층을 제조하는 방법에 관한 것이다. 금속성 보호층을 생성하는 탄화수소를 포함하는 가스 스트림과 코팅된 표면을 다시 접촉시킨다. 탄화수소 접촉 단계는 점착성 금속성 보호층이 생성되기 전 또는 완전하게 경화되기 전에 이루어진다.In another embodiment, the present invention is directed to a method of making a metallic protective layer by applying a metal containing plating, cladding, paint or other coating agent to one or more reaction system surfaces. The coated surface is again contacted with a gas stream comprising a hydrocarbon that creates a metallic protective layer. The hydrocarbon contacting step occurs before the tacky metallic protective layer is produced or before it is fully cured.

또 다른 실시예로서, 본 발명은 탄화수소를 전화시키기 위하여 사용되는 반응계의 일부에 적용된다. 여기서, 공급원료 탄화수소는 침탄 및 금속 제진에 대해 개선된 내성을 지닌 반응계에서 바람직한 생성물로 전환되며, 여기서 금속 침탄-내성 보호층은 반응계의 적어도 한 부분위에서 생성되며, 금속성 보호층을 제조하기 위하여 도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅한 금속함유물과 탄화수소를 함유하는 가스 스트림과 접촉시켜 상기 보호층을 제조하는 것을 특징으로 하는 개선이 이루어진다.As another example, the invention applies to a portion of the reaction system used to convert hydrocarbons. Here, the feedstock hydrocarbons are converted to the desired products in the reaction system with improved resistance to carburization and metal dusting, where the metal carburizing-resistant protective layer is formed on at least a portion of the reaction system and plated to produce the metallic protective layer. An improvement is achieved by producing the protective layer by contacting a gas stream containing hydrocarbons, cladding, paint or other coated metals and hydrocarbons.

또한 탄화수소 함유 스트림은 수소를 함유하는 것이 바람직하며, 즉, 접촉은 환원 환경에서 행해진다. 하나의 바람직한 탄화수소-함유 스트림은 공급원료 수소를 포함하는 탄화수소 전화공정을 위한 공급원료이다. 또 다른 것으로는 불순물 수소이다.It is also preferred that the hydrocarbon-containing stream contains hydrogen, ie the contacting takes place in a reducing environment. One preferred hydrocarbon-containing stream is a feedstock for a hydrocarbon conversion process comprising feedstock hydrogen. Another is impurity hydrogen.

본 발명은 선행기술과 달리 탄화수소의 존재 하에서 경화 단계동안 연속된 보호층의 형성을 방해하지 않는다는 것이다. 본 발명 이전에, 탄화수소의 존재 및 코팅된 금속 또는 강철표면과 이들 탄화수소의 상호작용은 연속적 및 점착성 금속성 보호층의 형성을 방해하거나 또는 불리한 영향을 미친다고 생각되었다.The present invention, unlike the prior art, does not interfere with the formation of a continuous protective layer during the curing step in the presence of hydrocarbons. Prior to the present invention, the presence of hydrocarbons and the interaction of these hydrocarbons with the coated metal or steel surface were thought to hinder or adversely affect the formation of continuous and tacky metallic protective layers.

본 발명은 기타 방법에 비해 큰 장점을 지닌다. 탄화수소-유리(hydrocarbon-free) 수소를 사용하여 별도의 경화 단계의 필요성을 제거하여 반응계 또는 반응계의 일부에 대한 개시공정 소비시간을 간단하게 하고 줄이게 된다. 또한 보호 코팅을 제조하기 위하여 쉽게 이용가능한 공급스트림 또는 저가의 불순물 수소 스트림을 제공한다. 부가적으로 불순물 수소 스트림은 상당한 가격 부담없이 일회 사용될 수 있다. 따라서, 경화 단계를 위한 탄화수소-함유 공급원료의 이용은 보호층을 제조하는 비용을 절감시킨다. 더구나, 본 신규 제법은 분명하게 보호층 형성을 위한 절차, 특히 개시단계를 간략화한다.The present invention has great advantages over other methods. The use of hydrocarbon-free hydrogen eliminates the need for a separate curing step, simplifying and reducing the initiation process time for the reaction system or a portion of the reaction system. It also provides a readily available feed stream or a low cost impurity hydrogen stream for preparing protective coatings. In addition, the impurity hydrogen stream can be used once without significant cost. Thus, the use of hydrocarbon-containing feedstock for the curing step reduces the cost of producing the protective layer. Moreover, the new preparation clearly simplifies the procedure for forming the protective layer, in particular the initiation step.

일반적인 범위로서 본 발명은 상당량의 탄화수소 존재 하에서 강철과 같은 기제 기질위에 금속성 보호층을 생성시키는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시예로서, 페인트를 금속성 보호층으로 전환시키기 위한 효과적인 온도 및 유동 속도에서 금속 함유 페인트, 바람직하게는 환원성 페인트(예를 들면, 주석 페인트)를 탄화수소를 함유하는 스트림을 접촉시켜 보호층을 형성시킨다.As a general scope, the present invention is directed to a process characterized by the creation of a metallic protective layer on a base substrate such as steel in the presence of a significant amount of hydrocarbons. In a preferred embodiment, a protective layer is formed by contacting a stream containing hydrocarbons with a metal containing paint, preferably a reducing paint (eg tin paint) at an effective temperature and flow rate for converting the paint into a metallic protective layer. Let's do it.

본원을 통하여 사용된 "특징으로 하는"이라는 용어는 본 발명의 다양한 바람직한 양태에서의 "필수적으로 구성하는" 및 "구성하는"이라는 용어를 포함하게 될 것이다.The term " characterizing " as used throughout this application will include the terms " essentially configuring " and " constituting " in various preferred embodiments of the present invention.

본원에 사용된 바와 같이, "반응계(reactor system)"는 하나 또는 그이상의 탄화수소 전화반응기, 이와 연결된 파이프, 열교환기, 로 튜브(furnace tube) 등을 포함하는 탄화수소 전화 유닛을 포함할 것이다. 본 발명에 유용한 바람직한 탄화수소 전화법의 몇 가지는 황에 민감한 촉매를 사용한다. 여기서 유기 황화합물을 H2S로 전화시키기 위한 황 전환 반응기 및 H2S를 흡수하기 위한 황 흡수 반응기가 존재할 수 있다. 이들이 존재할 때는 반응계의 일부에 포함된다.As used herein, a "reactor system" will include a hydrocarbon conversion unit comprising one or more hydrocarbon conversion reactors, pipes connected thereto, heat exchangers, furnace tubes, and the like. Some of the preferred hydrocarbon conversion methods useful in the present invention employ sulfur sensitive catalysts. There may be a sulfur conversion reactor for converting the organic sulfur compound into H 2 S and a sulfur absorption reactor for absorbing H 2 S. When they are present they are included in part of the reaction system.

본원에 사용된 바와 같이, "금속함유 코팅" 또는 "코팅"이라는 용어는 기본 금속, 금속 산화물, 유기금속 화합물, 금속 합금, 이들 성분의 혼합 등을 포함하는 클래딩, 도금, 페인트 및 기타 코팅제를 포함할 것이다. 금속 또는 금속 화합물은 바람직하게 중요한 코팅 성분이다. 유동성 페인트는 바람직한 코팅 형태로서 분무되거나 솔질된다.As used herein, the term "metal-containing coating" or "coating" includes cladding, plating, paints and other coatings including base metals, metal oxides, organometallic compounds, metal alloys, mixtures of these components, and the like. something to do. Metals or metal compounds are preferably important coating components. Flowable paints are sprayed or brushed as the preferred coating form.

도금, 클래딩, 페인트 및 기타 코팅제Plating, cladding, paints and other coatings

모든 금속 함유, 도금, 클래딩, 페인트 및 기타 코팅제가 본 발명에 유용한 것은 아니다. 바람직한 금속은 점착성의 금속성 보호층을 제조하기 위한 의도된 탄화수소 전화조건의 온도 및 그 이하의 온도에서 반응계의 기제물질과 상호작용 및 바람직하게는 반응한다. 바람직한 금속은 탄화수소 전화법의 관심부분인 온도, 반응물 등에 따라 달라진다. 이들 금속은 주석, 안티몬, 게르마늄, 비소, 비스무스, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 구리, 납 및 이들 혼합물, 이의 금속간 화합물 및 합금에서 선택된 것들을 포함한다. 바람직한 금속 함유 코팅은 주석, 안티몬, 게르마늄, 비소, 비스무스, 알루미늄, 및 이들 혼합물, 이의 금속간 화합물 및 합금에서 선택된 것들을 포함한다. 특히 바람직한 코팅은 주석-, 안티몬- 및 게르마늄-함유 코팅을 포함한다. 이들 모든 코팅제는 연속적 및 점착성 보호층을 형성한다. 주석 코팅제가 특히 바람직하며 이들은 쉽게 강철에 적용되며, 저가이고 환경적 위해가 적다.Not all metal containing, plating, cladding, paints and other coatings are useful in the present invention. Preferred metals interact and preferably react with the base material of the reaction system at temperatures below and below the intended hydrocarbon inversion conditions for producing the tacky metallic protective layer. Preferred metals depend on the temperature, reactants, etc., which are of interest to the hydrocarbon conversion method. These metals include those selected from tin, antimony, germanium, arsenic, bismuth, aluminum, gallium, indium, copper, lead and mixtures thereof, intermetallic compounds and alloys thereof. Preferred metal containing coatings include those selected from tin, antimony, germanium, arsenic, bismuth, aluminum, and mixtures thereof, intermetallic compounds and alloys thereof. Particularly preferred coatings include tin-, antimony- and germanium-containing coatings. All these coatings form a continuous and tacky protective layer. Tin coatings are particularly preferred and they are readily applied to steel, inexpensive and have low environmental risks.

유용성이 적은 금속-함유 코팅은 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물 및 크롬 산화물과 같은 특정 금속 산화물이다. 부분적으로 이것은 대부분의 탄화수소 반응조건에서 수소 및 탄화수소를 포함하는 스트림을 사용하여 이들 산화물로부터 점착성의 금속성 보호층을 형성하는 것이 어렵기 때문이다.Less useful metal-containing coatings are certain metal oxides such as molybdenum oxide, tungsten oxide and chromium oxide. In part this is because under most hydrocarbon reaction conditions it is difficult to form a tacky metallic protective layer from these oxides using a stream comprising hydrogen and hydrocarbons.

코팅제가 기본 금속을 완전하게 덮고 결과 보호층이 여러 해에 걸친 조업에도 손상되지 않도록 충분히 두껍게 입히는 것이 바람직하다. 두께는 의도된 사용조건 및 금속에 따라 다르다. 예를 들면, 주석 페인트는 1 내지 6mm, 바람직하게는 2 내지 4mm의 (젖은 상태)두께로 칠할 수 있다. 일반적으로 처리 후의 두께는 바람직하게는 약 0.1 내지 50mm, 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 10mm이다.It is desirable to coat the coating sufficiently thick so that the coating completely covers the base metal and the resulting protective layer is not damaged by years of operation. The thickness depends on the intended conditions of use and the metal. For example, the tin paint can be painted with a (wet) thickness of 1 to 6 mm, preferably 2 to 4 mm. In general, the thickness after the treatment is preferably about 0.1 to 50 mm, more preferably about 0.5 to 10 mm.

금속 함유 코팅에는 선행기술의 다양한 방법, 예를 들면 전기도금, 화학 증기 분해 및 스퍼터링(sputtering)을 이용할 수 있다. 바람직한 코팅 적용 방법은 페인트 및 도금을 포함한다. 실제적으로, 코팅제가 페인트 유사 형태(이하 "페인트"라 함)에 적용되는 것이 바람직하며, 이들 페인트는 반응계 표면에 분무, 솔질, 피그(pig)될 수 있다.Metal-containing coatings may utilize various methods of the prior art, for example electroplating, chemical vapor cracking and sputtering. Preferred coating application methods include paint and plating. In practice, it is desirable that the coating be applied to paint like forms (hereinafter referred to as "paint"), and these paints can be sprayed, brushed, or pigged on the reaction system surface.

바람직한 보호층은 금속 함유 페인트로부터 제조될 수 있다. 바람직하게, 페인트는 분해성, 반응성 페인트이며 강철과 상호작용하는 반응성 금속을 생성하는 금속함유 페인트이다. 주석은 바람직한 금속이며 본원에 예시된다; 본원에 주석에 대한 기재는 일반적으로 게르마늄과 같은 기타 환원성 금속에도 적용될 수 있다. 바람직한 페인트는 유기 금속 화합물과 같은 곱게 분쇄된 금속 및 금속 산화물, 바람직하게는 환원성 금속 산화물인 수소 분해성 금속 화합물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 금속 성분을 포함한다.Preferred protective layers can be prepared from metal containing paints. Preferably, the paint is a degradable, reactive paint and a metal containing paint that produces a reactive metal that interacts with the steel. Tin is a preferred metal and is exemplified herein; The description of tin herein is generally applicable to other reducing metals such as germanium. Preferred paints comprise metal components selected from the group comprising finely ground metals such as organometallic compounds and hydrogen decomposable metal compounds which are metal oxides, preferably reducing metal oxides.

몇 가지의 바람직한 코팅제들은 호세 등의 WO 92/15653에 기재되어 있다. 또한 이 출원에는 바람직한 페인트 형태가 기재되어 있다. 특히 바람직한 주석 페인트는 적어도 하기의 4가지 성분 또는 이들 기능과 같은 성분을 포함한다; (i) 수소 분해성 주석 화합물, (ii) 용매계, (iii) 곱게 분쇄된 주석 금속 및 (iv) 주석 산화물. 수소 분해성 주석 화합물과 같이, 주석 옥타노에이트(octanoate) 또는 네오데카노에이트(neodecanoate)와 같은 유기금속 화합물이 특히 유용하다. 성분(iv)의 주석 산화물은 유기금속 주석 화합물로 스폰지-업(sponge-up)할 수 있고 금속성 주석으로 환원될 수 있는 다공성 주석 함유 화합물이다. 페인트는 바람직하게 침전을 최소화하기 위하여 곱게 분쇄된 고형물을 포함한다. 상기 성분(iii)의 곱게 분쇄된 주석 금속은 또한 가능한 한 낮은 온도에서 코팅될 수 있는 표면과 반응할 수 있는 금속성 주석이다. 주석의 미립자크기는 1 내지 5미크론과 같이 작은 것이 바람직하다. 수소 및 탄화수소를 함유하는 스트림에서 가열되는 경우, 주석은 금속성 스태나이드(stannide)(예를 들면 주석 철 및 주석 니켈/철 스태나이드)를 형성한다.Some preferred coatings are described in WO 92/15653 to Jose et al. This application also describes preferred paint forms. Particularly preferred tin paints include at least the following four components or components such as these functions; (i) hydrogen decomposable tin compound, (ii) solvent system, (iii) finely ground tin metal and (iv) tin oxide. Organometallic compounds such as tin octanoate or neodecanoate are particularly useful, such as hydrogen decomposable tin compounds. The tin oxide of component (iv) is a porous tin containing compound that can be sponge-up with an organometallic tin compound and can be reduced to metallic tin. The paint preferably comprises finely ground solids to minimize precipitation. The finely ground tin metal of component (iii) is also metallic tin that can react with the surface which can be coated at the lowest possible temperature. The fine particle size of tin is preferably as small as 1 to 5 microns. When heated in a stream containing hydrogen and hydrocarbons, tin forms metallic stannides (eg tin iron and tin nickel / iron stanide).

일실시예로서, 산화주석(II), 주석 금속 분말, 이소프로필 알콜 및 20% Tin Ten-Cem(오하이오, 클리블랜드, 모니 케미칼 인코퍼레이티드 제조)을 함유하는 주석 페인트가 사용될 수 있다. 20% Tin Ten-Cem은 옥탄산(octanoic acid)내 주석 옥타네이트(stannous ocatanate) 또는 네오데칸산(neodecanoic acid) 내 주석 네오데카노에이트(stannous neodecanoate)형태로 20% 주석을 포함한다. 주석 페인트가 적당한 두께로 적용되는 경우, 일반적인 반응기 개시 조건은 페인트 되지 않은 작은 영역(용접과 같은)을 덮기 위해 주석이 이동하도록 할 것이다. 이것은 기제 금속을 완전하게 코팅할 것이다. 바람직한 주석 페인트는 개시 반응 초기에 강한 점착성 보호층을 형성한다.As an example, tin paints containing tin oxide (II), tin metal powder, isopropyl alcohol, and 20% Tin Ten-Cem (manufactured by Ohio, Cleveland, Monik Chemical Incorporated) can be used. 20% Tin Ten-Cem comprises 20% tin in the form of stannous neodecanoate in stannous ocatanate or neodecanoic acid in octanoic acid. If tin paint is applied at a suitable thickness, typical reactor starting conditions will allow tin to move to cover a small area that is not painted (such as welding). This will completely coat the base metal. Preferred tin paints form a strong tacky protective layer early in the initiation reaction.

철 함유 반응성 페인트 또한 본 발명에 유용하다. 바람직한 철 함유 반응성 페인트는 철이 Fe/Sn 중량의 1/3까지의 양의 첨가된 다양한 주석 화합물을 함유할 것이다. 예를 들면, 철의 부가로 Fe2O3가 될 수 있다. 철이 주석에 부가된 페인트는 괄목할만한 장점을 지닌다; 특히: (i) 철 스태나이드(iron stannide)를 형성하는 페인트의 반응이 용이하여 유동(flux)으로 작용하게 되며; (ii) 스태나이드층 내의 니켈 농도의 희석으로 더 좋은 코킹에 대한 보호를 제공하여; (iii) 밑에 있는 표면이 반응이 잘 일어나지 않는다 하더라도 철 스태나이드의 항 코킹 보호를 제공하는 페인트를 제공한다.Iron-containing reactive paints are also useful in the present invention. Preferred iron containing reactive paints will contain various tin compounds in which iron is added in an amount of up to one third of the Fe / Sn weight. For example, it can be Fe 2 O 3 by the addition of iron. Iron added to tin has significant advantages; In particular: (i) the reaction of the paint forming iron stannide is facilitated and acts as a flux; (ii) dilution of nickel concentration in the stanid layer to provide better protection against caulking; (iii) Provide a paint that provides anti-caulking protection of the iron stanid even if the underlying surface does not react well.

탄화수소 함유 스트림Hydrocarbon-containing streams

탄화수소 함유 스트림은 반응계의 금속 표면위에 보호층을 형성하는데 사용된다. 하나의 유용한 스트림은 불순물 수소(예를 들면, 메탄함유 수소이다)이다. 불순물 수소 스트림은 종종 정제 및 화학 설비에서 이용된다. 이들은 일반적으로 적어도 탄화수소 1 부피%, 종종 10% 이상을 함유한다. 불순물 수소는 연료로서 사용되는 저가의 스트림이다. 본 발명자는 이들 불순물 스트림이 점착성 및 연속성 금속성 보호층을 제조하기 위하여 사용될 수 있음을 발견하였다. 이러한 두가지 스트림의 예를 하기의 표에 표시하였다:The hydrocarbon containing stream is used to form a protective layer on the metal surface of the reaction system. One useful stream is impurity hydrogen (eg methane containing hydrogen). Impurity hydrogen streams are often used in purification and chemical plants. They generally contain at least 1% by volume, often at least 10% hydrocarbons. Impurity hydrogen is a low cost stream used as fuel. The inventors have discovered that these impurity streams can be used to produce sticky and continuous metallic protective layers. Examples of these two streams are shown in the table below:

Figure pct00001
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스트림 1은 일반적인 유체 촉매 크래커(FCC) 연료 가스 조성물이다. 스트림 2는 촉매개질한 일반적인 연료가스이다. 요구되는 것은 아니지만, 바람직한 하나의 실시예로서, 가스 스트림내 비탄화수소 불순물은 최소화되어야 한다. 예를 들면, H2S, 물, 및 유기 황-, 산소- 및 질소-함유 화합물을 제거된다.Stream 1 is a common fluid catalytic cracker (FCC) fuel gas composition. Stream 2 is a common reformed fuel gas. Although not required, as one preferred embodiment, the non-hydrocarbon impurities in the gas stream should be minimized. For example, H 2 S, water, and organic sulfur-, oxygen- and nitrogen-containing compounds are removed.

보호층을 형성하기 위하여 사용될 수 있는 기타 스트림은 예를 들면, 보호층이 필요한 공정에서 요구되는 재활용 수소를 포함하는 탄화수소 공급원료이다. 본 스트림내 탄화수소는 바람직하게 나프텐, 파라핀, 방향족, 알킬방향족 올레핀 및 메탄 함유 경 가스를 포함하는 탄화수소로부터 선택된 것이다. 파라핀 스트림이 바람직하다. 탄화수소함유 스트림은 일산화탄소 및 질소와 같은 기타 가스와 혼합되거나 결합될 수 있다. 보호층이 공격받거나 손상되지 않도록 처리 스트림이 선택되는 것이 중요하다. 따라서 바람직한 스트림은 사용된 금속 함유 코팅의 특정 형태에 따라 변화한다. 예를 들면, 할로겐 함유 스트림은 몇 종류의 금속 코팅제를 오염시킨다. 특히, 하나의 바람직한 스트림은 건조 탄화수소 공급원료 또는 수소와 결합된 생성물을 포함한다.Other streams that can be used to form the protective layer are, for example, hydrocarbon feedstocks that include recycled hydrogen required in processes requiring a protective layer. The hydrocarbons in the stream are preferably selected from hydrocarbons comprising naphthenes, paraffins, aromatics, alkylaromatic olefins and methane containing light gases. Paraffin streams are preferred. The hydrocarbonaceous stream may be mixed or combined with other gases such as carbon monoxide and nitrogen. It is important that the treatment stream is selected so that the protective layer is not attacked or damaged. The preferred stream thus varies depending on the particular form of metal containing coating used. For example, halogen containing streams contaminate several types of metal coatings. In particular, one preferred stream comprises a dry hydrocarbon feedstock or a product combined with hydrogen.

특히, 바람직한 하나의 스트림은 수소내 탄화수소가 1 내지 90부피%를 함유하고, 바람직하게는 적어도 10부피%, 더욱 바람직하게는 약 15 내지 40 부피%를 함유하는 탄화수소와 수소의 혼합물이다. 예를 들면, 고정층 촉매 개질 공급원료 스트림이 유용하다. 일반적으로 수소 대 탄화수소의 몰비는 약 3:1 내지 10:1이다. 요구되는 것은 아니지만, 현저한 비용절감을 위하여 재활용 수소 스트림을 사용하는 것이 바람직하다. 수소내 탄화수소가 존재할 때, 재순환 가스 압축기는 설계 요소로 작동될 것이다.In particular, one preferred stream is a mixture of hydrocarbons and hydrogen containing 1 to 90% by volume of hydrocarbons in hydrogen, preferably containing at least 10% by volume, more preferably about 15 to 40% by volume. For example, fixed bed catalyst reformed feedstock streams are useful. Generally, the molar ratio of hydrogen to hydrocarbon is about 3: 1 to 10: 1. Although not required, it is desirable to use recycled hydrogen streams for significant cost savings. When hydrocarbons in the hydrogen are present, the recycle gas compressor will operate as a design element.

현재 확실히 이해된 것은 아니지만, 탄화수소 함유 스트림 및/또는 황 화합물을 이용한 코팅이 순수한 수소에서 제조된 것보다 약 50% 더 두꺼운 보호층을 형성하는 것처럼 보인다. 기제 기질에 보호를 증가시키기 위하여 이들 더 두꺼운 층이 기대된다.While not clearly understood at present, it appears that coatings with hydrocarbon-containing streams and / or sulfur compounds form a protective layer about 50% thicker than that produced in pure hydrogen. These thicker layers are expected to increase protection to the base substrate.

경화 공정(cure process) 조건Cure Process Conditions

본 발명의 경화 단계는 증가된 온도에서 코팅된 강철을 원료, 생성물, 또는 불순물 수소와 같은 가스 탄화수소 함유 스트림과 접촉시킨다. 경화 조건은 코팅 금속에 의존하며, 강철 기질에 연속적이고 단절되지 않은 보호층이 입혀지도록 선택된다. 가스 탄화수소 함유 스트림을 접촉은 보호층이 형성되는 동안 일어난다. 순수한 수소를 이용한 경화 단계는 필요하지 않다. 결과 보호층은 반복된 온도 순환에 견딜 수 있으며, 반응환경에서 파괴되지 않는다. 또한, 바람직한 보호층은 코크 연소와 관련된 산화환경에 유용하다. 바람직한 실시예로서 경화 단계는 카바이드가 풍부한 결합층과 같은 중간 결합층을 통하여 강철과 결합된 금속성 보호층을 생성한다.The curing step of the present invention contacts the coated steel at an elevated temperature with a gas hydrocarbon containing stream such as raw material, product, or impurity hydrogen. Curing conditions depend on the coating metal and are chosen such that the steel substrate is coated with a continuous, unbreakable protective layer. Contacting the gas hydrocarbon containing stream takes place while the protective layer is formed. No curing step with pure hydrogen is necessary. The resulting protective layer can withstand repeated temperature cycling and does not break down in the reaction environment. In addition, preferred protective layers are useful in the oxidizing environment associated with coke combustion. In a preferred embodiment, the curing step produces a metallic protective layer bonded with the steel through an intermediate bonding layer, such as a carbide-rich bonding layer.

경화 조건은 본 발명에 적용되는 탄화수소 전화법 뿐만 아니라 특정 금속 코팅에 의존한다. 예를 들면, 가스 흐름속도 및 접촉시간은 처리 온도, 코팅 금속 및 코팅 조성의 성분에 의존한다. 경화 조건은 점착 보호층을 제조하기 위하여 선택된다. 일반적으로 본 발명의 방법은 금속성 보호층을 제조하기에 충분한 온도 및 시간동안 반응계의 일부에 적용되는 금속함유코팅, 도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제를 탄화수소 함유 가스를 접촉시킨다. 이들 조건은 쉽게 결정될 수 있다. 예를 들면, 코팅된 쿠폰은 간단한 시험기구에서 탄화수소 함유 가스의 존재 하에서 가열되고; 보호층의 형성물은 암석분류법(petrographic analysis)을 사용하여 결정될 수 있다.Curing conditions depend on the specific metal coating as well as the hydrocarbon conversion method applied in the present invention. For example, the gas flow rate and contact time depend on the treatment temperature, the coating metal and the components of the coating composition. Curing conditions are selected to produce an adhesive protective layer. In general, the process of the present invention contacts the hydrocarbon-containing gas with a metal-containing coating, plating, cladding, paint or other coating applied to a portion of the reaction system for a temperature and time sufficient to produce a metallic protective layer. These conditions can be easily determined. For example, the coated coupon is heated in the presence of a hydrocarbon containing gas in a simple test apparatus; The formation of the protective layer can be determined using petrographic analysis.

경화 조건으로 강철에 단단하게 결합되는 보호층을 형성하는 것이 바람직하다. 이것은 증가된 온도에서 적용된 코팅제를 경화하여 수행될 수 있다. 페인트, 도금, 클래딩 또는 기타 코팅제에 함유된 금속 또는 금속화합물들은 이동성 있는 금속 및/또는 화합물을 제조하는데 유효한 조건 하에서 바람직하게 경화된다. 따라서, 게르마늄 및 안티몬 페인트는 1000 내지 1400℉에서 바람직하게 경화되는 것이 바람직하다. 경화는 바람직하게 여러 시간에 걸쳐 행해지고, 온도증가에 따라 시간이 길어진다. 이들 페인트로부터 유도된 바람직한 금속성 보호층은 환원 조건 하에서 바람직하게 생성된다. 환원/경화는 수소함유 탄화수소 스트림 존재 하에 고온에서 행해진다. 수소의 존재는 페인트가 환원성 산화물 및/또는 산소 함유 유기 금속 화합물을 포함하고 있는 경우에 특히 바람직하다.It is desirable to form a protective layer that is firmly bonded to steel under curing conditions. This can be done by curing the applied coating at increased temperature. Metals or metal compounds contained in paints, platings, claddings or other coatings are preferably cured under conditions effective to produce mobile metals and / or compounds. Therefore, germanium and antimony paints are preferably cured at 1000 to 1400 ° F. Curing is preferably carried out over several hours, and the time increases with increasing temperature. Preferred metallic protective layers derived from these paints are preferably produced under reducing conditions. The reduction / cure is done at high temperature in the presence of a hydrogen containing hydrocarbon stream. The presence of hydrogen is particularly preferred when the paint comprises a reducing oxide and / or an oxygen containing organometallic compound.

주석 페인트에 대한 적당한 페인트 경화의 예로서, 페인트된 부분을 포함하는 시스템은 질소흐름으로 가압될 수 있고, 수소 대 나프타가 1:1인 탄화수소 함유 스트림을 부가가 수행될 수 있다. 반응기 입구 온도는 50-100℉/시간 속도에서 800℉까지 상승될 수 있다. 이 후 온도를 50℉/시간 속도에서 950-975℉까지 상승될 수 있으며, 약 48시간동안 이 범위에서 유지된다.As an example of a suitable paint cure for tin paint, a system comprising a painted portion may be pressurized with nitrogen flow and the addition may be carried out with a hydrocarbon containing stream of hydrogen to naphtha 1: 1. The reactor inlet temperature can be elevated to 800 ° F. at a rate of 50-100 ° F./hour. The temperature can then be raised from 50 ° F./hour speed to 950-975 ° F. and maintained in this range for about 48 hours.

본 발명의 일실시예로서, 금속성 보호층은 설비 개시 중에 제조될 수 있다. 그러나, 촉매가 존재할 때 처리 과정이 촉매를 오염시키거나 촉매기공을 막히게 하지 않는 것이 중요하다. 따라서 본 과정의 유용성은 반응계의 촉매의 존재 또는 위치 및 코팅 금속에 대한 촉매의 민감성에 의존한다. 본 발명의 방법은 촉매 층에 인접하지 않거나, 촉매 베드(bed)에 바로 선행하는 로 튜브, 열교환기, 파이프 등에 적용된다.In one embodiment of the invention, the metallic protective layer can be prepared during plant start-up. However, it is important that the treatment does not contaminate the catalyst or clog the pores when the catalyst is present. The usefulness of this procedure therefore depends on the presence or location of catalyst in the reaction system and the sensitivity of the catalyst to the coating metal. The method of the present invention is applied to furnace tubes, heat exchangers, pipes and the like which are not adjacent to the catalyst bed or immediately preceding the catalyst bed.

만약 촉매독이 관여한다면 탈선(stray) 금속이 촉매와 접촉하지 않도록 준비하여야 한다. 예를 들면, 촉매 충전(load) 전에 경화를 완료하든지, 또는 경화 단계에서 촉매를 제거하든지 한다. 선택적으로 촉매가 존재할 수 있고, 고표면적 알루미나 또는 실리카 보호층과 같은 탈선 금속을 위한 흡수기(sorber) 또는 수집기는 촉매 베드(bed)의 업스트림에 사용될 수 있다. 일실시예로서 경화 단계 후 새로운 탄화수소 전화 촉매 또는 반응기에서 제거된 촉매가 반응계로 도입된다.If catalytic poisons are involved, stray metals should be prepared so that they do not come into contact with the catalyst. For example, curing may be completed prior to catalyst loading, or catalyst may be removed in the curing step. Optionally a catalyst may be present and an absorber or collector for the derailed metal, such as a high surface area alumina or silica protective layer, may be used upstream of the catalyst bed. In one embodiment, a new hydrocarbon conversion catalyst or catalyst removed from the reactor after the curing step is introduced into the reaction system.

기제 구성 물질Base component

본 발명에 적용될 수 있는 다양한 기제 구성물질이 있다. 특히 다양한 범위의 강철이 반응계에 이용될 수 있다. 일반적으로, 의도한 탄화수소 전화법에 필요한 요구조건의 최소 강도 및 유동성에 적합한 강철이 선택된다. 이들 요구 조건은 작동 온도 및 압력과 같은 반응 조건에 의존한다.There are a variety of base materials that can be applied to the present invention. In particular, a wide range of steels can be used in the reaction system. In general, steel is selected that is suitable for the minimum strength and flowability of the requirements required for the intended hydrocarbon conversion. These requirements depend on reaction conditions such as operating temperature and pressure.

유용한 강철은 카본 강철; 1.25, 2.5, 5, 7 및 9 크롬 강철과 같은 저합금 강철; 346과 같은 340 스테인레스 스틸 및 316SS를 포함하는 스테인레스 스틸; 알루미화 강철 또는 크롬화 강철과 같이 처리된 강철 뿐만아니라 HK-40 및 HP-50을 포함하는 열저항 강철을 포함한다. 바람직하게는 강철은 산화상태가 제로인 철 및 크롬을 함유한다.Useful steels are carbon steels; Low alloy steels such as 1.25, 2.5, 5, 7 and 9 chrome steels; Stainless steel, including 340 stainless steel such as 346 and 316SS; Heat treated steels including HK-40 and HP-50 as well as treated steels such as aluminized steel or chromized steel. Preferably the steel contains iron and chromium in an oxidation state of zero.

반응이 금속 함유 코팅의 성분에 의존하기 때문에 코팅된 반응계 야금술(metallurgy)의 반응이 일어날 수 있다. 바람직하게는, 반응은 카바이드가 풍부한 결합 중간체를 형성하거나, 강철에 단단히 고정도며, 쉽게 벗겨지지 않는 아교층을 형성한다. 예를 들면, 금속성 주석, 게르마늄 및 안티몬(직접적으로 클래딩되거나 제자리에 생성되든지간에)이 고온에서 강철과 쉽게 반응하여 호세 등의 WO 94/15898 또는 WO 94/15896에 기재된 바와 같이, 결합 층을 형성한다.The reaction of the coated reaction system metallurgy can occur because the reaction depends on the components of the metal containing coating. Preferably, the reaction forms a carbide-rich binding intermediate, or a glue layer that is firmly anchored to steel and is not easily peeled off. For example, metallic tin, germanium and antimony (whether directly clad or in situ) readily react with steel at high temperatures to form a bonding layer, as described in WO 94/15898 or WO 94/15896 of Jose et al. do.

바람직한 응용Desirable applications

금속성 보호층을 제조하기 위한 본 발명은 반응계의 하나 이상의 많은 부분 또는 단지 이의 작은 부분만이라도 보호하기 위하여 이용될 수 있다. 바람직한 실시예로서, 본 발명은 이미 반응계에 적용된 금속성 보호층을 가진 비교적 반응계의 적은 부분을 수정하기 위하여 사용되었다. 예를 들면, 공정 배열의 변화 또는 실패로 반응계의 일부가 교체되어야 한다. 예를 들면, 로 튜브의 또는 반응기 스크린의 일부가 교체될 필요가 있을 수 있다. 여기서, 로 튜브 또는 튜브의 일부가 분리되거나 단절(off-line)을 가져올 수 있다. 튜브 또는 이의 일부 교체된 것은 다시 금속 함유 코팅제, 도금, 클래딩 또는 페인트로 피복시킨다. 피복된 튜브는 다시 분리 처리단계없이 공급원료의 존재하에서 온-스트림에 놓아 둘 수 있다. 보호층을 제조하기 위하여 제자리에서 코팅된다.The present invention for producing a metallic protective layer can be used to protect even one or more large parts of the reaction system or only a small part thereof. As a preferred embodiment, the present invention has been used to modify a relatively small portion of a reaction system that already has a metallic protective layer applied to the reaction system. For example, part of the reaction system must be replaced due to a change or failure in the process configuration. For example, part of the furnace tube or part of the reactor screen may need to be replaced. Here, the furnace tube or a part of the tube may be separated or brought off-line. The tube or some replacement thereof is again coated with a metal containing coating, plating, cladding or paint. The coated tube can be left on-stream in the presence of the feedstock again without a separation treatment step. It is coated in place to produce a protective layer.

또한 본 발명은 교체가 요구되는 반응기 매개물(예를 들면, 스트림, 분배기, 연합 파이프, 중앙 파이프 및 이의 스크린)을 위한 새것, 교체 부분 상에 보호층을 제공하거나, 새로 제조되거나 재용접된 이동 파이프, 플랜지(flange) 및 노즐상의 보호층을 형성하기 위하여 유용하다.The invention also provides a new, a protective layer on the replacement part, or a newly manufactured or re-welded moving pipe for reactor media (eg, streams, distributors, associated pipes, central pipes and screens thereof) requiring replacement. , To form a protective layer on the flange and the nozzle.

탄화수소 전화법에의 응용Application to hydrocarbon telephony

본 발명의 신규 방법에 의하여 제조된 금속성 보호층을 갖는 반응계는 다양한 탄화수소 전화 반응의 환원 코킹 및/또는 침탄(carburization)에 효과적이다. 따라서, 보호층을 제조하기 위한 본 발명의 신규한 방법은 탄화수소전화의 모든 반응계 또는 일부의 반응계에 적용될 수 있다.The reaction system having a metallic protective layer prepared by the novel process of the present invention is effective for reducing coking and / or carburization of various hydrocarbon conversion reactions. Therefore, the novel method of the present invention for producing a protective layer can be applied to all or some reaction systems of hydrocarbon conversion.

바람직한 탄화수소 전화 반응은 하기의 반응을 포함한다: C6 및/또는 C8 파라핀에서 방향족으로의 탈수소 고리화; 촉매 개질; 탄화수소의 올레핀 및 디엔으로의 비-산화성 및 산화성 탈수소화; 에틸벤젠에서 스티렌으로의 탈수소화 및/또는 이소부탄에서 이소부틸렌으로의 탈수소화; 경쇄 탄화수소에서 방향족으로의 전화; 톨루엔에서 벤젠 및 크실렌으로의 트랜스알킬화; 알킬방향족에서 방향족으로의 수소첨가탈알킬화; 방향족에서 알킬방향족물의 알킬화; 합성가스(H2 및 CO)로부터 연료 및 화학물의 제조; 탄화수소에서 H2 및CO로의 수증기 개질; 아닐린에서 페닐아민의 제조; 톨루엔에서 크실렌으로의 메탄올 알킬화; 및 이소프로필 알콜에서 아세톤으로의 탈수소화이다. 바람직한 탄화수소 전화반응은 탈수소고리화, 촉매개질, 탈수소화, 이성질화, 수소화탈알킬화 및 Cyclar-형 반응과 같은 경쇄 탄화수소에서 방향족물로의 전화를 포함한다. 바람직한 실시예로, 파라핀에서 올레핀으로 탈수소화할 때 또는 C6 및/또는 C8 탄화수소를 함유하는 파라핀 공급원료를 방향족물(예를들면, 벤젠, 톨루엔 및/또는 크실렌를 제조하기 위한 반응에서)로 탈수소고리화 하기위하여 바람직하게는 백금촉매와 같은 촉매가 사용될수 있다.Preferred hydrocarbon conversion reactions include the following reactions: dehydrocyclization from C 6 and / or C 8 paraffins to aromatics; Catalytic reforming; Non-oxidative and oxidative dehydrogenation of hydrocarbons to olefins and dienes; Dehydrogenation of ethylbenzene to styrene and / or dehydrogenation of isobutane to isobutylene; Conversion of light chain hydrocarbons to aromatics; Transalkylation from toluene to benzene and xylene; Hydrodealkylation from alkylaromatics to aromatics; Alkylation of alkylaromatics in aromatics; Production of fuels and chemicals from syngas (H 2 and CO); Steam reforming from hydrocarbons to H 2 and CO; Preparation of phenylamine in aniline; Methanol alkylation of toluene to xylene; And dehydrogenation of isopropyl alcohol to acetone. Preferred hydrocarbon conversion reactions include conversion of light chain hydrocarbons to aromatics such as dehydrocyclization, catalytic reforming, dehydrogenation, isomerization, hydrodealkylation and Cyclar-type reactions. In a preferred embodiment, when dehydrogenating from paraffins to olefins or paraffin feedstock containing C 6 and / or C 8 hydrocarbons into aromatics (eg in the reaction to produce benzene, toluene and / or xylene) In order to dehydrogenate a catalyst, preferably a platinum catalyst, may be used.

본 발명은 특히 Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Os를 함유하는 귀금속 촉매, 특히 백금을 함유하는 촉매가 요구되는 탄화수소 전화반응에 적용될 수 있다. 이들 금속은 일반적으로 탄소상과 같은 지지체상에서, 실리카, 알루미나, 염화된 알루미나와 같은 내화 산화물 지지체 또는 분자체 또는 제올라이트상에서 제공된다. 바람직한 촉매 반응은 알루미나상의 백금, 알루미나상의 Pt/Sn 및 염화 알루미나상에 Pt/Re Pt, Pt/Sn과 같은 제올라이트상에 지지된 귀금속 VIII족 촉매 및 L형 제올라이트, ZSM-5, SSZ-25, SAPO의 실리칼라이트 및 베타를 함유하는 제올라이트상의 Pt/Re을 이용한다.The present invention is particularly applicable to hydrocarbon conversion reactions in which noble metal catalysts containing Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Os, in particular catalysts containing platinum, are required. These metals are generally provided on supports such as carbon, on refractory oxide supports such as silica, alumina, chlorided alumina or on molecular sieves or zeolites. Preferred catalytic reactions include noble metal Group VIII catalysts supported on zeolites such as platinum on alumina, Pt / Sn on alumina and Pt / Re Pt on alumina chloride, Pt / Sn and L-type zeolites, ZSM-5, SSZ-25, Pt / Re on zeolite containing silicalite and beta of SAPO is used.

바람직한 실시예로서, 본 발명은 알칼리 또는 알칼리 토금속을 함유하고 하나 이상의 VIII족 금속으로 충진된 중간 기공크기 또는 거대 기공크기의 제올라이트 촉매를 사용한다. 특히 본 발명의 용도에 바람직한 촉매는 백금을 함유하는 L제올라이트 촉매, 바람직하게는 비산성 L 제올라이트상의 백금과 같은 거대 기공 제올라이트상의 VIII족 금속이다. 유용한 L 제올라이트상의 백금 촉매는 부스 및 휴의 미국 특허 제4,634,518호, 무라까와 등의 미국특허 제5,196,631호, 워르텔의 미국 특허 제4,593,133호 및 포에펠머 등의 미국 특허 제4,648,960호에 기재되어 있다.As a preferred embodiment, the present invention uses a mesoporous or macropore sized zeolite catalyst containing an alkali or alkaline earth metal and filled with one or more Group VIII metals. Particularly preferred catalysts for use in the present invention are L-zeolite catalysts containing platinum, preferably Group VIII metals on macroporous zeolites such as platinum on non-acidic L zeolites. Useful platinum catalysts on L zeolites are described in US Pat. No. 4,634,518 to Booth and Hue, US Pat. No. 5,196,631 to Murakawa et al., US Pat. No. 4,593,133 to Wartel and US Pat. have.

본 발명은 특히 다양한 민감성 촉매를 사용하여 감소된 또는 저황 조건 하에서 또는 황제거 반응과 결합하여 작동되는 탄화수소 전화반응에 이용될 수 있다. 이들 반응은 선행기술에 공지되어 있다. 이들 반응은 일반적으로 수소화처리 및/또는 황 흡착과 같은 공급원료의 정화를 요구한다. 이들은 부스 등의 미국 특허 제4,456,527호 및 클루크스다흘의 미국특허 제3,415,737호에 기재된 바와 같은 촉매 개질 및/또는 탈수소고리화반응 및 홀터만의 미국특허 제5,166,112호에 기재된 바와 같은 촉매 탄화수소 이성질화 반응; 및 촉매 수소화/탈수소화 반응을 포함한다.The present invention can be used in particular for hydrocarbon conversion reactions operated under reduced or low sulfur conditions or in combination with sulfur removal reactions using various sensitive catalysts. These reactions are known in the prior art. These reactions generally require purification of the feedstock, such as hydrotreating and / or sulfur adsorption. These include catalyst reforming and / or dehydrocyclization as described in US Pat. No. 4,456,527 to Booth et al. And US Pat. reaction; And catalytic hydrogenation / dehydrogenation reactions.

특히 바람직한 실시예로서, 탄화수소 전화반응은 "저황"조건하에서 수행된다. 이들 저황 시스템에서, 공급원료는 바람직하게 50ppm이하, 더욱 바람직하게 200ppm 이하, 가장 바람직하게는 10ppm이하의 황을 함유할 것이다.In a particularly preferred embodiment, the hydrocarbon conversion reaction is carried out under "low sulfur" conditions. In these low sulfur systems, the feedstock will preferably contain up to 50 ppm, more preferably up to 200 ppm and most preferably up to 10 ppm sulfur.

황에 오염된 촉매를 사용하는 경우, 탄화수소 황 레벨은 촉매 수행이 현저하게 감소되지 않을 정도인 것이 바람직하다. 이러한 황 레벨은 특정 촉매에 의존한다. 일반적으로 황 레벨이 5ppm이하, 바람직하게는 1ppm이하, 더욱 바람직하게는 500ppb이하의 저 수준이다. 황에 매우 민감한 촉매의 경우, 황 레벨은 100ppb, 바람직하게는 50ppb, 및 더욱 바람직하게는 10ppb이하의 극저 수준이어야 한다. 이들 실질적으로 황-유리(sulfur-free) 가스들은 또한 바람직하게는 암모니아 또는 물과 같은 산소 함유 및 질소 함유 오염물이 존재하지 않는다.When using sulfur contaminated catalysts, the hydrocarbon sulfur level is preferably such that the catalyst performance is not significantly reduced. This sulfur level depends on the particular catalyst. Generally, sulfur levels are low levels of 5 ppm or less, preferably 1 ppm or less, more preferably 500 ppm or less. For catalysts that are very susceptible to sulfur, sulfur levels should be at very low levels of 100 ppb, preferably 50 ppb, and more preferably 10 ppb or less. These substantially sulfur-free gases are also preferably free of oxygen-containing and nitrogen-containing contaminants such as ammonia or water.

황 화합물 함유 및 기타 오염물 함유 가스는 이들 오염물을 제거하기 위하여 처리될 수 있다. 수소화처리 및 온화한 개질 및 흡착 반응 외에 선행기술을 통하여 이러한 목적을 위하여 사용되는 몇가지 반응들을 당업자는 이용할 것이다.Sulfur compound containing and other contaminant containing gases can be treated to remove these contaminants. In addition to hydrotreating and mild reforming and adsorption reactions, several reactions used for this purpose through the prior art will be used by those skilled in the art.

본 발명의 더욱 완전한 이해를 돕기 위하여 본 발명의 특정 분야에 관한 하기의 실시예를 예시하였다. 그러나 본 발명은 실시예의 어떠한 특정 기재로 한정하려는 것은 아니다.In order to facilitate a more complete understanding of the present invention, the following examples of specific fields of the invention are illustrated. However, the present invention is not intended to be limited to any particular description of the examples.

실시예 1Example 1

본 실험은 316 스테인레스 스틸로 만들어진 1/4인치 O.D. 반응기를 사용하여 파일럿트 설비에서 행하였다. 반응기는 주석 함유 페인트로 피복시켰다. WO 92/115653에 기재된 바와 같이, 페인트는 분말화된 주석 산화물 2부분, 곱게 분말화된 주석(1-5 미크론) 2부분, 이소프로판올과 함께 혼합된 네오데카논산(neodecanoic acid) (20% 주석 Tem-Cem)내 주석 네오데카노에이트(stannous neodecanoate) 1부분의 혼합물로 구성되었다. 튜브에 페인트를 채우고 페인트를 배출시킴으로써 튜브의 내부 표면에 피복시켰다.This experiment was conducted using 1/4 inch O.D. The reactor was used in a pilot plant. The reactor was covered with tin containing paint. As described in WO 92/115653, the paint comprises two parts of powdered tin oxide, two parts of finely powdered tin (1-5 microns), neodecanoic acid (20% tin Tem mixed with isopropanol) It consists of a mixture of 1 part tinstande neodecanoate in Cem). The inner surface of the tube was covered by filling the tube with paint and draining the paint.

건조 후, H2S 100ppmv, n-헥산 50 부피% 및 나머지 수소를 포함하는 탄화수소 함유 스트림은 대기압 및 실온에서 1분당 50 표준 cm3 속도의 흐름으로 제공된다. 반응기는 다시 30 시간동안 약 1100℉까지 가열되고 이 온도에서 가스를 흘려주면서 60 시간더 유지시켰다. 반응 가스는 1회용으로 사용되었다.After drying, the hydrocarbon-containing stream comprising 100 ppmv H 2 S, 50% by volume of n-hexane and the remaining hydrogen is provided at a flow rate of 50 standard cm 3 per minute at atmospheric pressure and room temperature. The reactor was again heated to about 1100 ° F. for 30 hours and held for another 60 hours with flowing gas at this temperature. The reaction gas was used for single use.

이 과정이 완결된 후, 반응기를 개방시키고 결과층을 육안으로 조사하였다. 이 강철 표면에는 코크가 거의 없었다. 강철의 단면적을 에폭시로 입히고 닦는다. 이들을 다시 암석분류 및 전자 주사 현미경법을 사용하여 조사하였다. 현미경사진으로 이러한 조건하에서 주석 페인트가 금속성 주석을 감소시킨다는 것을 알 수 있었다. 약 30 미크론 의 두께를 갖는 연속성 및 점착성 금속성(주석 철/니켈, iron/nickel stannide ) 보호층이 강철 표면위에서 관찰되었다.After this process was completed, the reactor was opened and the resulting layer was visually inspected. There was little coke on this steel surface. The steel cross section is coated with epoxy and polished. They were again examined using rock classification and electron scanning microscopy. Micrographs show that tin paint reduces metallic tin under these conditions. A continuous and tacky metallic (iron / nickel stannide) protective layer with a thickness of about 30 microns was observed on the steel surface.

실시예 2Example 2

n-헥산 35 부피% 및 나머지 수소를 함유하는 가스를 사용하여 실시예 1의 과정이 반복되었다. 황이 부가되지 않았다. 실시예 1에서처럼, 연속성 및 점착성 금속 보호층이 강철표면에 형성되었다.The procedure of Example 1 was repeated using a gas containing 35% by volume n-hexane and the remaining hydrogen. Sulfur was not added. As in Example 1, a continuous and tacky metal protective layer was formed on the steel surface.

상기 바람직한 태양으로서 본 발명이 기재되어 있지만, 당업자는 사용될 수 있는 변수 및 변형이 있음을 인지할 것이다. 당업자는 쉽게 상기 태양에 변수 및 변형을 가할 수 있고 이것은 하기의 청구범위에 정의된 영역에 포함될 것이다.Although the invention has been described as such preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that there are variables and variations that can be used. Those skilled in the art can easily add variables and modifications to these aspects and will fall within the scope defined in the following claims.

Claims (19)

반응계의 교체 부분에 금속성 보호층을 제공하는 방법으로서,A method of providing a metallic protective layer in a replacement part of a reaction system, 반응계의 현존 부분을 교체 부분으로 교체하는 단계;Replacing an existing portion of the reaction system with a replacement portion; 금속함유도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제를 상기 교체 부분에 적용하는 단계; 및Applying metal-containing plating, cladding, paint or other coating to the replacement portion; And 상기 금속함유도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제를 경화하기 위해, 수소 및 적어도 10 부피 퍼센트의 탄화수소를 포함하는 가스 스트림을 이용하여 상기 반응계를 작동하며, 이에 의해 미리 존재하는 인접 금속성 보호층에 연속하여 상기 교체 부분 상에 금속성 보호층을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.In order to cure the metal-containing plating, cladding, paint or other coatings, the reaction system is operated using a gas stream comprising hydrogen and at least 10 volume percent hydrocarbons, thereby continuing to a preexisting adjacent metallic protective layer. Providing a metallic protective layer on said replacement portion. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속함유도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제는 주석, 안티몬, 게르마늄, 비소, 창연(bismuth), 알루미늄, 갈륨, 인듐, 구리, 납, 및 이들의 혼합물, 금속간 화합물 및 이들의 합금으로 이루러진 그룹으로부터 선택된 하나의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.The metal-containing plating, cladding, paint or other coating agent consists of tin, antimony, germanium, arsenic, bismuth, aluminum, gallium, indium, copper, lead, and mixtures thereof, intermetallic compounds and alloys thereof A method for producing a metallic protective layer, characterized in that it comprises one metal selected from the group. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속함유도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제는 주석, 안티몬 및 게르마늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.The metal-containing plating, cladding, paint or other coating agent comprises a metal selected from the group consisting of tin, antimony and germanium. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속함유도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제는 주석 페인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.And wherein the metal-containing plating, cladding, paint or other coating agent comprises tin paint. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스 스트림은 불순 수소 또는 연료가스인 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.Wherein said gas stream is impure hydrogen or fuel gas. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스 스트림은 상기 반응계에 탄화수소 공급원료인 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.The gas stream is a hydrocarbon feedstock to the reaction system. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 탄화수소 공급원료는 파라핀 스트림인 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.Wherein said hydrocarbon feedstock is a paraffinic stream. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 탄화수소 공급원료는 일산화탄소(CO)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.Wherein the hydrocarbon feedstock further comprises carbon monoxide (CO). 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 탄화수소 공급원료는 질소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.Wherein said hydrocarbon feedstock further comprises nitrogen. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스 스트림은 약 15 내지 40 부피 퍼센트의 탄화수소를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.Wherein said gas stream comprises about 15 to 40 volume percent hydrocarbons. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가스 스트림은 메탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.Wherein said gas stream comprises methane. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속성 보호층은 철 스태나이드(iron stannide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.The metallic protective layer is a method of manufacturing a metallic protective layer, characterized in that it comprises iron stannide (iron stannide). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 작동 단계는 상기 금속함유도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제를 경화하기 위한 전형적인 개시 조건 하에서 상기 반응계를 작동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.And said operating step further comprises operating said reaction system under typical starting conditions for curing said metal-containing plating, cladding, paint or other coating agent. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 작동 단계는 상기 금속함유도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제를 경화하기 위한 전형적인 작동 조건 하에서 상기 반응계를 작동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.And said operating step further comprises operating said reaction system under typical operating conditions for curing said metal-containing plating, cladding, paint or other coating agent. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 교체 부분은 로(furnace)의 한 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층 제조 방법.And the replacement portion comprises a portion of a furnace. 반응계의 교체 부분 상에 금속성 보호층을 제공하는 방법으로서,A method of providing a metallic protective layer on a replacement portion of a reaction system, 반응계에 촉매를 넣는 단계;Adding a catalyst to the reaction system; 상기 반응계의 현존 부분을 교체 부분으로 교체하는 단계;Replacing the existing portion of the reaction system with a replacement portion; 금속함유도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제는 상기 교체 부분에 적용하는 단계; 및Applying metal-containing plating, cladding, paint or other coating agent to the replacement portion; And 상기 금속함유도금, 클래딩, 페인트 또는 기타 코팅제를 경화하기 위해, 수소 및 적어도 10 부피 퍼센트의 탄화수소를 포함하는 가스 스트림을 이용하여 상기 반응계를 작동하며, 이에 의해 미리 존재하는 인접 금속성 보호층에 연속하여 상기 교체 부분 상에 금속성 보호층을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.In order to cure the metal-containing plating, cladding, paint or other coatings, the reaction system is operated using a gas stream comprising hydrogen and at least 10 volume percent hydrocarbons, thereby continuing to a preexisting adjacent metallic protective layer. Providing a metallic protective layer on said replacement portion. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 촉매는 황-민감 촉매인 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.The catalyst is a method of producing a metallic protective layer, characterized in that the sulfur-sensitive catalyst. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 가스 스트림은 약 5ppm 이하의 황을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.Wherein said gas stream comprises less than or equal to about 5 ppm sulfur. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 가스 스트림은 약 10ppb 이하의 황을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속성 보호층의 제조 방법.Wherein said gas stream comprises up to about 10 ppb of sulfur.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5406014A (en) * 1993-01-04 1995-04-11 Chevron Research And Technology Company Dehydrogenation processes, equipment and catalyst loads therefor
US5413700A (en) * 1993-01-04 1995-05-09 Chevron Research And Technology Company Treating oxidized steels in low-sulfur reforming processes

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