RU2146301C1 - Сталь с повышенным сопротивлением закоксовыванию и способ изготовления элементов установок - Google Patents
Сталь с повышенным сопротивлением закоксовыванию и способ изготовления элементов установок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2146301C1 RU2146301C1 RU95121106A RU95121106A RU2146301C1 RU 2146301 C1 RU2146301 C1 RU 2146301C1 RU 95121106 A RU95121106 A RU 95121106A RU 95121106 A RU95121106 A RU 95121106A RU 2146301 C1 RU2146301 C1 RU 2146301C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- coking
- nickel
- silicon
- iron
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004939 coking Methods 0.000 title claims description 38
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 4
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000004230 steam cracking Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/16—Preventing or removing incrustation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
- C10G9/203—Tube furnaces chemical composition of the tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/50—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with titanium or zirconium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Absorbent Articles And Supports Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сталям, составы которых пригодны для производства реакторов, труб, печей или их элементов, используемых в нефтехимических процессах. Эти стали содержат, мас.%: приблизительно 0,05 углерода, 2,5 - 5 кремния, 10-20 хрома, 10-15 никеля, 0,5-1,5 марганца, не более 0,8 алюминия, остальное дополнение до 100% - железо. Техническим результатом изобретения является возможность применения сталей для производства труб, плит для изготовления реакторов или некоторых из их элементов или для покрытия внутренних стенок печей, реакторов или труб, где может появиться кокс. 3 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к стали с повышенным сопротивлением к закоксовыванию, предназначенной для производства реакторов, труб, печей или некоторых их элементов, используемых, в частности, в нефтехимических процессах, а также к способу изготовления элементов установок из этой стали, например касается также изготовления реакторов, печей, труб и некоторых их элементов.
Углеродистый осадок, который накапливается в печах во время преобразования углеводородов, обычно называется коксом. Это отложение кокса вредно для промышленных установок. В самом деле, образование кокса на стенах труб и реакторов вызывает, в частности, уменьшение тепловых обменов, значительные закупорки и, следовательно, потери энергии. Чтобы сохранить постоянную температуру реакции, может стать необходимым увеличить температуру стенок, что приводит к риску повредить сплав, составляющий эти стенки. Наблюдается, кроме того, уменьшение селективности установок а следовательно, производительности.
Следовательно, оказывается необходимым периодически останавливать установки, чтобы приступить в раскоксовыванию. Поэтому с экономической точки зрения важно внедрить материалы или покрытия, способные уменьшить образование кокса.
Известна заявка JP 03-104843, которая описывает жаростойкую сталь, устойчивую к закоксовыванию для трубы печи парокрекинга с этиленом. Но эта сталь содержит более 15% хрома и никеля, и менее 0,4% марганца. Эта сталь разработана для ограничения образования кокса между 750oC и 900oC для парокрекинга нефти, этана или газойля.
Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является сталь и способ изготовления из нее элементов установок, работающих под воздействием горячей газовой атмосферы при взаимодействии угля с газофиксатором, т.е. в условиях возможного закоксовывания (см. EP 0190408, 1986).
В основу изобретения положена задача создания стали, способной уменьшить образование кокса, а также разработки способа изготовления элементов установок из стали согласно изобретению.
Поставленная задача решается тем, что в стали с повышенным сопротивлением закоксовыванию, содержащей углерод, кремний, хром, никель, марганец, алюминий и железо, согласно изобретению компоненты содержатся в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - ≈ 0,5
Кремний - 2,5 - 5
Хром - 10 - 20
Никель - 10 - 15
Марганец - 0,5 - 1,5
Алюминий - Не более 0,8
Железо - Остальное
Стали согласно изобретению могут содержать, кроме того, приблизительно 0,5% по весу титана.
Углерод - ≈ 0,5
Кремний - 2,5 - 5
Хром - 10 - 20
Никель - 10 - 15
Марганец - 0,5 - 1,5
Алюминий - Не более 0,8
Железо - Остальное
Стали согласно изобретению могут содержать, кроме того, приблизительно 0,5% по весу титана.
Согласно варианту изобретения стали могут содержать компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 3,5 - 5
Хром - ≈ 17,5
Никель - ≈ 10
Марганец - ≈ 1,2
Титан - ≈ 0,5
Железо - Остальное
Они могут в этих случаях иметь аустенитно-ферритную структуру.
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 3,5 - 5
Хром - ≈ 17,5
Никель - ≈ 10
Марганец - ≈ 1,2
Титан - ≈ 0,5
Железо - Остальное
Они могут в этих случаях иметь аустенитно-ферритную структуру.
В соответствии с другим вариантом реализации изобретения стали могут содержать компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 2,5 - 3
Хром - 17 - 17,5
Никель - ≈ 12
Марганец - ≈ 1,2
Титан - ≈ 0,35
Алюминий - ≈ 0,06
Железо - Остальное
Они могут в этих случаях иметь аустенитную структуру.
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 2,5 - 3
Хром - 17 - 17,5
Никель - ≈ 12
Марганец - ≈ 1,2
Титан - ≈ 0,35
Алюминий - ≈ 0,06
Железо - Остальное
Они могут в этих случаях иметь аустенитную структуру.
Поставленная задача решается также тем, что в способе изготовления элементов установок, предназначенных для нефтехимических процессов, протекающих с температурами, заключенными в интервале значений 350o - 1100oC, для повышения стойкости к закоксовыванию указанных элементов их изготавливают согласно изобретению целиком или частично, используя такую сталь, которая определена выше.
Эти стали могут быть использованы для изготовления установок, применяющих нефтехимические процессы, например, каталитический или тепловой крекинг и дегидрогенизацию.
Например, во время реакции дегидрогенизации изобутана, которая позволяет получить изобутин в интервале температур 550oC - 700oC, вторичная реакция приводит к образованию кокса. Это образование кокса каталитически активизировано присутствием никеля, железа и их оксидов.
Другое применение может относиться к процессу парокрекинга таких продуктов, как нафта, этан или газойль, который приводит к формированию легких, ненасыщенных углеводородов, в частности этилена и т.д., с температурами в интервале значений 750oC - 1100oC.
Стали согласно изобретению могут быть использованы для изготовления полностью труб или плит, предназначенных для производства печей или реакторов.
В этом случае стали согласно настоящему изобретению могут быть использованы с применением классических методов литья и формовки, сформированы с использованием обычных технологий для изготовления листов, решеток, труб, профилей и т. д. Эти полупродукты могут применяться для изготовления основных частей реакторов или только вспомогательных частей или аксессуаров.
Можно также использовать стали согласно изобретению для покрытия внутренних стенок печей, реакторов или труб посредством по крайней мере одной из следующих технологий: совместное центрифугирование, электрическое покрытие, плазма, покрытие - "оверлей". Эти стали в этих случаях могут применяться в виде порошка для выполнения покрытий внутренних стенок реакторов, решеток (сеток) или труб, в частности, после установки, монтажа оборудования.
Изобретение будет лучше понято, а его преимущества проявятся яснее при чтении примеров и опытов, никак не ограничивающих применение изобретения, которые приводятся далее, иллюстрируемые чертежами, прилагаемыми к этому тексту, среди которых:
- фиг. 1 показывает кривые закоксовывания различных сталей в течение реакции дегидрогенизации изобутана,
- фиг. 2 сравнивает совокупный эффект закоксовывания, затем раскоксовывания для сталей согласно изобретению по сравнению со стандартной сталью для той же самой реакции,
- фиг. 3 показывает кривые закоксовывания для различных сталей для реакции парокрекинга гексана.
- фиг. 1 показывает кривые закоксовывания различных сталей в течение реакции дегидрогенизации изобутана,
- фиг. 2 сравнивает совокупный эффект закоксовывания, затем раскоксовывания для сталей согласно изобретению по сравнению со стандартной сталью для той же самой реакции,
- фиг. 3 показывает кривые закоксовывания для различных сталей для реакции парокрекинга гексана.
Применяемые стали в примерах имеют составы, указанные в табл. 1 (% по весу).
AS является стандартной сталью, широко применяемой для изготовления реакторов иди элементов реакторов. Стали F1, D1 и D2 также представлены для сравнения.
Пример 1
Различные сплавы были испытаны в реакторе дегидрогенизации изобутана. Реакция дегидрогенизации изобутана позволяет получить изобутан. Вторичная реакция - образование кокса. С температурами, используемыми для дегидрогенизации изобутана отложение кокса, в основном, состоит из кокса каталитического происхождения.
Различные сплавы были испытаны в реакторе дегидрогенизации изобутана. Реакция дегидрогенизации изобутана позволяет получить изобутан. Вторичная реакция - образование кокса. С температурами, используемыми для дегидрогенизации изобутана отложение кокса, в основном, состоит из кокса каталитического происхождения.
Сталь F1 имеет ферритную структуру, стали C1 и C2 - аустенитно-ферритную структуру и стали C3 и C4 - аустенитную структуру. Содержания хрома и никеля сталей C3 и C4 регулировались, используя коэффициенты эквивалентности Гиралденка и Прайса, чтобы расположить эти стали в однофазной аустенитной области диаграммы Шауффера.
Сплавы C1, C2, C3 и C4 имеют способность образовывать слой окиси - устойчивый и инертный, противодействующий явлениям каталитического закоксовывания. Присутствие кремния в этих сплавах способствует образованию практически непрерывного, внешнего слоя, состоящего исключительно из оксида хрома, без оксидов шпинелей Cr_Ni_Fe. Этот слой оксида хрома отделен от металлического субстракта зоной оксида, богатого кремнием. Воздух (атмосфера) химической реакции, например, дегидрогенизации изобутана - единственный находится в контакте со слоем оксида хрома - каталитически инертного по отношению к явлению закоксовывания.
Оперативный (рабочий) протокол, применяемый для выполнения опытов, является следующим:
- образцы стали обрезаются посредством электро-эрозии, затем полируются бумагой SiC # 180, чтобы обеспечит стандартную поверхность и удалить корку окиси, которая могла образоваться во время резки,
- в ванной с CCl4, ацетоном, затем этанолом производят обезжиривание,
- пробы затем подвешиваются к коромыслу термовесов,
- затем закрывается трубчатый реактор. Подъем температуры происходит в среде аргона.
- образцы стали обрезаются посредством электро-эрозии, затем полируются бумагой SiC # 180, чтобы обеспечит стандартную поверхность и удалить корку окиси, которая могла образоваться во время резки,
- в ванной с CCl4, ацетоном, затем этанолом производят обезжиривание,
- пробы затем подвешиваются к коромыслу термовесов,
- затем закрывается трубчатый реактор. Подъем температуры происходит в среде аргона.
Реакционная смесь, состоящая из изобутана, водорода и аргона и примерно 300 ппм кислорода нагнетается в реактор.
Микровесы позволяют непрерывно измерять увеличение массы на образцы.
На фиг. 1 показан график, имеющий на абсциссе - время в часах и ординате - массу кокса, которая образуется на пробе в течение реакции, причем масса приводится в граммах на квадратный метр (г/м2). Кривая 1 относится к стали AS, кривая 2 к стали F1, кривые 3 и 3b - соответственно к сталям D1 и D2, комплект кривых 4 к сталям C1, C2, C3 и C4.
Становится ясным, что для сталей C1, C2, C3 и C4 согласно изобретению степень закоксовывания уменьшена. В тех же самых условиях стали F1, D1 и D2 показывают менее удовлетворительную стойкость к закоксовыванию.
На фиг. 2 показаны кривые закоксовывания во время нескольких последовательных циклов закоксовывания/раскоксовывания. Раскоксовывание осуществляется при воздухе - 600oC в течение времени, необходимом для того, чтобы сжечь отложившийся кокс (5 - 10 минут). Кривая 6 представляет закоксовывание для стали AS в первом цикле, кривая 5 представляет закоксовывание для пробы стали AS после 20 циклов закоксовывания/раскоксовывания.
Кривые 7 представляют кривые закоксовывания/раскоксовывания после 20 циклов для сталей C3 и C4.
После 20 циклов закоксовывания/раскоксовывания стали C3 и C4 имеют ту же самую стойкость по отношению к закоксовыванию. Их поверхностный слой оксида хрома не изменился и он сохранил очень слабую первоначальную каталитическую активность по отношению к закоксовыванию. Наоборот, для стандартной стали, которая практически не содержит кремния после 20 циклов закоксовывания/раскоксовывания степень отложения углерода по истечении 6 часов опыта умножилась четырехкратно. Защитный слой стандартной стали не является устойчивым: во время последовательных раскоксовываний происходит обогащение этого слоя каталитическим металлическим элементом, таким как железо или никель.
Пример 2
Второй опыт производится при реакции парокрекинга гексана с температурой приблизительно 850oC. Протокол подготовки образцов стали и испытания является таким же, как в примере 1.
Второй опыт производится при реакции парокрекинга гексана с температурой приблизительно 850oC. Протокол подготовки образцов стали и испытания является таким же, как в примере 1.
На фиг. 3 показано закоксовывание образца стали AS, представленное на кривой 8, явно выше кривых 9 и 10, представляющих соответственно закоксовывание образцов стали C4 и C3.
Для второго опыта сплавы C3 и C4, которые, в частности, содержат кремний, имеют степень закоксовывания, ниже степени закоксовывания стандартных сталей.
Необходимо отметить хорошие механические характеристики по температуре сталей C3 и C4 согласно изобретению (см. табл.2).
Колонка 1 соответствует температуре образца, колонка 2 - предельному напряжению упругости, колонка 3 - напряжению при разрыве, колонка 4 - удлинению при разрыве. Колонка 5 соответствует напряжению при разрыве при испытаниях текучести после 10000 часов, колонка 6 - после 100000 часов и колонка 7 напряжению для удлинения - 1% в опыте на текучесть после 10000 часов.
Claims (9)
1. Сталь с повышенным сопротивлением закоксовыванию, содержащая углерод, кремний, хром, никель, марганец, алюминий и железо, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 2,5 - 5
Хром - 10 - 20
Никель - 10 - 15
Марганец - 0,5 - 1,5
Алюминий - Не более 0,8
Железо - Остальное
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,25 - 0,5 мас.% титана.
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 2,5 - 5
Хром - 10 - 20
Никель - 10 - 15
Марганец - 0,5 - 1,5
Алюминий - Не более 0,8
Железо - Остальное
2. Сталь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,25 - 0,5 мас.% титана.
3. Сталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 3,5 - 5
Хром - ≈ 17,5
Никель - ≈ 10
Марганец - ≈ 1,2
Титан - ≈ 0,5
Алюминий - ≈ 0,07
Железо - Остальное
4. Сталь по п.3, отличающаяся тем, что имеет аустенитно-ферритную структуру.
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 3,5 - 5
Хром - ≈ 17,5
Никель - ≈ 10
Марганец - ≈ 1,2
Титан - ≈ 0,5
Алюминий - ≈ 0,07
Железо - Остальное
4. Сталь по п.3, отличающаяся тем, что имеет аустенитно-ферритную структуру.
5. Сталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 2,5 - 3
Хром - 17 - 17,5
Никель - ≈ 12
Марганец - ≈ 1,2
Титан - ≈ 0,35
Алюминий - ≈ 0,06
Железо - Остальное
6. Сталь по п.5, отличающаяся тем, что она имеет аустенитную структуру.
Углерод - ≈ 0,05
Кремний - 2,5 - 3
Хром - 17 - 17,5
Никель - ≈ 12
Марганец - ≈ 1,2
Титан - ≈ 0,35
Алюминий - ≈ 0,06
Железо - Остальное
6. Сталь по п.5, отличающаяся тем, что она имеет аустенитную структуру.
7. Способ изготовления элементов установок, предназначенных для нефтехимических процессов, протекающих при 350 - 1100oC, отличающийся тем, что для улучшения сопротивления закоксовыванию элементов их изготавливают полностью или частично из стали по одному из пп.1 - 6.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что элементы изготавливают полностью из стали.
9. Способ по п.7, отличающийся тем, что после монтажа установок на внутренних стенках их элементов выполняют покрытие из стали по одному из пп.1 - 6.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что покрытие выполняют при помощи по меньшей мере одной из технологий, выбранной из группы, включающей совместное центрифугирование, технологию плазмы, технологию электролитического нанесения покрытия, технологию "оверлей".
11. Способ по любому из пп.7 - 10, отличающийся тем, что установкой для нефтехимических процессов является установка для дегидрогенизации изобутана, работающая при 550 - 700oC.
12. Способ по любому из пп.7 - 10, отличающийся тем, что установкой для нефтехимических процессов является установка для парокрекинга нафты, этана или газойля, работающая при 750 - 1100oC.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9415453 | 1994-12-20 | ||
| FR9415453A FR2728271A1 (fr) | 1994-12-20 | 1994-12-20 | Acier anti-cokage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95121106A RU95121106A (ru) | 1997-11-27 |
| RU2146301C1 true RU2146301C1 (ru) | 2000-03-10 |
Family
ID=9470095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95121106A RU2146301C1 (ru) | 1994-12-20 | 1995-12-19 | Сталь с повышенным сопротивлением закоксовыванию и способ изготовления элементов установок |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5693155A (ru) |
| EP (1) | EP0718415B1 (ru) |
| JP (1) | JP3906367B2 (ru) |
| KR (1) | KR100391747B1 (ru) |
| CN (1) | CN1080323C (ru) |
| AT (1) | ATE205889T1 (ru) |
| DE (1) | DE69522783T2 (ru) |
| FR (1) | FR2728271A1 (ru) |
| NO (1) | NO314807B1 (ru) |
| RU (1) | RU2146301C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2436757C9 (ru) * | 2005-12-21 | 2013-01-10 | Басф Се | Способ непрерывного, гетерогенно катализируемого, частичного дегидрирования, по меньшей мере, одного дегидрируемого углеводорода |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030024685A (ko) * | 2000-06-08 | 2003-03-26 | 서피스 엔지니어드 프로덕츠 코포레이션 | 고온 스테인레스강을 위한 코팅 시스템 |
| US6824883B1 (en) * | 2000-09-12 | 2004-11-30 | Nova Chemicals (International) S.A. | Surface on a stainless steel matrix |
| FR2819526B1 (fr) * | 2001-01-15 | 2003-09-26 | Inst Francais Du Petrole | Utilisation d'aciers inoxydables austenitiques dans des applications necessitant des proprietes anti-cokage |
| FR2833020B1 (fr) * | 2001-11-30 | 2004-10-22 | Inst Francais Du Petrole | Utilisation d'alliages d'aluminium quasi-cristallins dans des applications du raffinage et de la petrochimie |
| FR2851774B1 (fr) * | 2003-02-27 | 2006-08-18 | Inst Francais Du Petrole | Aciers faiblement allies anticokage a teneur accrue en silicium et en manganese, et leur utilisation dans des applications du raffinage et de la petrochimie |
| WO2012134529A1 (en) | 2011-03-31 | 2012-10-04 | Uop Llc | Process for treating hydrocarbon streams |
| EP2760977B1 (en) | 2011-09-30 | 2019-12-11 | Uop Llc | Process for treating hydrocarbon streams |
| CN106399990B (zh) * | 2016-08-16 | 2019-09-20 | 深圳市诚达科技股份有限公司 | 一种基于不锈钢表面的抗结焦纳米材料及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5129854B2 (ru) * | 1973-04-21 | 1976-08-27 | ||
| DE2458213C2 (de) * | 1973-12-22 | 1982-04-29 | Nisshin Steel Co., Ltd., Tokyo | Verwendung eines oxidationsbeständigen austenitischen rostfreien Stahls |
| US4102225A (en) * | 1976-11-17 | 1978-07-25 | The International Nickel Company, Inc. | Low chromium oxidation resistant austenitic stainless steel |
| JPS61113748A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-05-31 | Hitachi Ltd | 耐硫化侵食性Ｃｒ−Ｎｉ−Ａｌ−Ｓｉ合金 |
| JPH0627306B2 (ja) * | 1988-12-08 | 1994-04-13 | 住友金属工業株式会社 | エチレン分解炉管用耐熱鋼 |
| US4999159A (en) * | 1990-02-13 | 1991-03-12 | Nisshin Steel Company, Ltd. | Heat-resistant austenitic stainless steel |
| US5223214A (en) * | 1992-07-09 | 1993-06-29 | Carondelet Foundry Company | Heat treating furnace alloys |
-
1994
- 1994-12-20 FR FR9415453A patent/FR2728271A1/fr active Granted
-
1995
- 1995-12-18 AT AT95402864T patent/ATE205889T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-12-18 DE DE69522783T patent/DE69522783T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-18 NO NO19955144A patent/NO314807B1/no not_active IP Right Cessation
- 1995-12-18 EP EP95402864A patent/EP0718415B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-19 RU RU95121106A patent/RU2146301C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1995-12-20 US US08/575,546 patent/US5693155A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-20 KR KR1019950053030A patent/KR100391747B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-12-20 CN CN95121455A patent/CN1080323C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-20 JP JP33094095A patent/JP3906367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2436757C9 (ru) * | 2005-12-21 | 2013-01-10 | Басф Се | Способ непрерывного, гетерогенно катализируемого, частичного дегидрирования, по меньшей мере, одного дегидрируемого углеводорода |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO314807B1 (no) | 2003-05-26 |
| ATE205889T1 (de) | 2001-10-15 |
| FR2728271A1 (fr) | 1996-06-21 |
| KR100391747B1 (ko) | 2003-10-22 |
| JPH08218152A (ja) | 1996-08-27 |
| DE69522783D1 (de) | 2001-10-25 |
| US5693155A (en) | 1997-12-02 |
| CN1080323C (zh) | 2002-03-06 |
| CN1132265A (zh) | 1996-10-02 |
| JP3906367B2 (ja) | 2007-04-18 |
| EP0718415B1 (fr) | 2001-09-19 |
| DE69522783T2 (de) | 2002-05-29 |
| NO955144D0 (no) | 1995-12-18 |
| NO955144L (no) | 1996-06-21 |
| EP0718415A1 (fr) | 1996-06-26 |
| KR960023182A (ko) | 1996-07-18 |
| FR2728271B1 (ru) | 1997-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2164020C (en) | Treatment of furnace tubes | |
| EP0956373B1 (en) | Surface alloyed high temperature alloys | |
| JP4664908B2 (ja) | 鋼基板上の複合材料表面 | |
| JP5171687B2 (ja) | 耐コークス化性が要求される用途におけるオーステナイト系ステンレス鋼の使用 | |
| GB2066696A (en) | Apparatus for high- temperature treatment of hydrocarbon-containing materials | |
| RU2146301C1 (ru) | Сталь с повышенным сопротивлением закоксовыванию и способ изготовления элементов установок | |
| EA020052B1 (ru) | Хромоникелевый сплав | |
| JP4632629B2 (ja) | ステンレス鋼マトリックスを処理する方法 | |
| WO2013181606A1 (en) | Catalytic surfaces and coatings for the manufacture of petrochemicals | |
| JPS6331535A (ja) | 炭素析出抑止性含炭素化合物処理装置 | |
| SE525460C2 (sv) | Användning av en kopparlegering i uppkolande miljöer | |
| US6235238B1 (en) | Apparatus comprising furnaces, reactors or conduits having internal walls comprising at least partly of a steel alloy | |
| US5242665A (en) | Carbon containing compound treating apparatus with resistance to carbon deposition | |
| JP2004508465A (ja) | ステンレス鋼マトリックスの表面 | |
| US6444168B1 (en) | Apparatus comprising furnaces, reactors or conduits used in applications requiring anti-coking properties and novel steel compositions | |
| Young | Oxidation behaviour of some modern heat-resistant cast steels | |
| RU2800956C1 (ru) | Препятствующее коксообразованию оборудование, способ его изготовления и его применение | |
| Knights et al. | Corrosion during incineration of a sulphur and chlorine bearing mixture of rubbers and plastics | |
| JP2005120281A (ja) | 炭化水素原料ガスの熱分解炉管 | |
| JPS6349717B2 (ru) | ||
| Igolkin | Thermal Diffusion Coatings for Protection from Gas Corrosion, Coke Deposition, and Carburization. | |
| Samuel | Metallic Surfaces Research | |
| JPS5915975B2 (ja) | 石油、石炭化学プラント用クロムモリブデン鋼 | |
| JPS63478B2 (ru) | ||
| JPH01298136A (ja) | 耐浸炭性にすぐれる耐熱鋳鋼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091220 |