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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115948171A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211619847.9(22)申请日2022.12.15(71)申请人常州大学地址213161江苏省常州市武进区滆湖路21号(72)发明人苏旭平刘宇航邓旭旭刘亚王建华吴长军(74)专利代理机构常州市英诺创信专利代理事务所(普通合伙)32258专利代理师李楠(51)Int.Cl.C10B53/00(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种抗结焦、抗蠕变的裂解炉管及其制备方法(57)摘要本发明属于裂解炉管技术领域,主要涉及一种抗结焦、抗蠕变的裂解炉管及其制备方法,炉管表层为MnCr2O4尖晶石氧化层,内表面逐渐变化为(Al、Cr)2O3刚玉氧化层、Al2O3氧化层;炉管按质量百分比,化学组成包括:28~45%Ni、23~35%Cr、0~6%Al、0~2.5%Si、0~3%Mn及0.005~0.4%Y,制备时根据炉管的化学组成,采用离心铸法造制成炉管,再将所述炉管在低氧分压水氧化气氛下依次进行热处理,低温处理易让金属元素与氧富集形成致密外氧化层,在其表面生成成分连续变化的金属氧化物薄膜,以此使得该裂解炉管在生产烯类时,可以有效减少炉管结焦,延长炉管使用寿命。CN115948171ACN115948171A权利要求书1/1页1.一种抗结焦、抗蠕变的裂解炉管,其特征在于:所述炉管表层为MnCr2O4尖晶石氧化层,内表面逐渐变化为(Al、Cr)2O3刚玉氧化层、Al2O3氧化层;所述炉管按质量百分比,化学组成包括:28~45%Ni、23~35%Cr、0~6%Al、0~2.5%Si、0~3%Mn及0.005~0.4%Y。2.根据权利要求1所述的抗结焦、抗蠕变的裂解炉管,其特征在于:所述炉管按质量百分比,化学组成为:28~45%Ni、23~35%Cr、2~4%Al、0~2.5%Si、0~3%Mn、0.005~0.4%Y、0~1.8%Nb、0.5~10%W、0.0.1~0.6%Zr、0.05~0.7%C,其余为Fe。3.一种权利要求1或2所述的抗结焦、抗蠕变的裂解炉管的制备方法,其特征在于:根据炉管的化学组成,采用离心铸法造制成炉管,再将所述炉管在低氧分压水氧化气氛下依次进行热处理,低氧分压水氧化气氛为H2、Ar2和H2O的气体混合物。4.根据权利要求3所述的抗结焦、抗蠕变的裂解炉管的制备方法,其特征在于:在低氧分压水氧化气氛下的热处理为先进行低温热处理再进行高温热处理;低温热处理时,热处理温度为600‑750℃,热处理时间为5‑10小时,低氧分压水氧化气氛的露点为‑10℃~‑20℃;高温热处理时,热处理温度为1050℃以上,热处理时间为3‑10小时,低氧分压水氧化气氛的露点为‑15℃~‑20℃。5.根据权利要求3所述的抗结焦、抗蠕变的裂解炉管的制备方法,其特征在于:H2O通过微量泵控制设置预定水量,经预热炉汽化形成,将H2和Ar2混合气体按照30ml/h的速度通入预热炉与水汽混合,进而进入反应炉内进行氧化反应,低氧分压水氧化气体中:H2含量占低氧分压水氧化气体体积百分数为4%,H2O的含量占低氧分压水氧化气体体积百分数为0.001%~3%,其余为Ar2。2CN115948171A说明书1/7页一种抗结焦、抗蠕变的裂解炉管及其制备方法技术领域[0001]本发明属于裂解炉管技术领域,主要涉及一种抗结焦、抗蠕变的裂解炉管及其制备方法。背景技术[0002]在烃裂解过程中,除了各种小分子烃类产物生成外,同时有少量的焦灰生成。这些焦炭主要是由几百个碳原子稠合而成的(碳含量在95%以上),并含有少量氢,此类型的碳称为焦,焦是经类原料热裂解过程中无法避免的副产物。烃类在裂解过程中,管式裂解炉内壁发生焦沉积过程称为结焦。尽管目前乙烯生产技术已取得很大进展,但结焦问题仍未彻底地解决。[0003]炉管内表面状态是影响乙烯裂解炉管结焦特性的主要因素之一,Fe‑Ni‑Cr合金钢是乙烯裂解炉管常用的材质,其具有抗氧化性强、耐硫化物腐蚀性好、耐热性能优良等特点。然而,炉管使用过程裂解过程中,其内壁与碳源气体和载气接触,因此炉管不可避免的发生结焦,Fe‑Ni‑Cr合金钢中的Fe、Ni等金属元素在结焦渗碳气氛下具有强烈的催化活性,会催化结焦,进一步导致材料延伸率降低,脆化严重,很大程度上影响了炉管的使用寿命。[0004]现在使用的Fe‑Ni‑Cr合金大多通过表面预处理形成Cr2O3氧化层,Cr2O3氧化层在低温下具有良好的抗结焦性能。但当温度高于850℃时,Cr2O3将会转变为疏松多孔的形态发生汽化,严重影响其抗结焦性能。MnCr2O4尖晶石碳化物转换速率低于Cr2O3,且在结焦渗碳环境中都比Cr2O3稳定,