一种抗结焦合金材料及其制备方法和一种抗结焦裂解炉管.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107881431A(43)申请公布日2018.04.06(21)申请号201610868499.7C22C38/02(2006.01)(22)申请日2016.09.29C22C38/04(2006.01)C22C38/48(2006.01)(71)申请人中国石油化工股份有限公司C22C38/50(2006.01)地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街C22C38/44(2006.01)22号C22C38/06(2006.01)申请人中国石油化工股份有限公司北京化C22C30/00(2006.01)工研究院C23C8/28(2006.01)(72)发明人王国清王申祥王红霞郏景省C10G9/20(2006.01)梁中伟(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人王崇李婉婉(51)Int.Cl.C22C38/34(2006.01)C22C38/58(2006.01)权利要求书2页说明书8页(54)发明名称一种抗结焦合金材料及其制备方法和一种抗结焦裂解炉管(57)摘要本发明涉及抗结焦领域，具体地，涉及一种抗结焦合金材料、一种制备该抗结焦合金材料的方法以及一种抗结焦裂解炉管。所述抗结焦合金材料包括合金材料基体和涂覆于该合金材料基体表面的涂覆层，所述涂覆层中含有合金材料基体中金属元素的金属氧化物和金属硫化物，相对于所述涂覆层的体积，所述金属氧化物的含量为65-75体积％，所述金属硫化物的含量为25-35体积％。本发明的抗结焦合金材料能够有效地抑制结焦并且能够较长时间保持抗结焦性能。CN107881431ACN107881431A权利要求书1/2页1.一种抗结焦合金材料，其特征在于，该抗结焦合金材料包括合金材料基体和涂覆于该合金材料基体表面的涂覆层，所述涂覆层中含有合金材料基体中金属元素的金属氧化物和金属硫化物，相对于所述涂覆层的体积，所述金属氧化物的含量为65-75体积％，所述金属硫化物的含量为25-35体积％。2.根据权利要求1所述的抗结焦合金材料，其中，所述涂覆层中的金属硫化物包括FeS、NiS、MnS和Cr2S3中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的抗结焦合金材料，其中，所述涂覆层中的金属氧化物中含有90重量％以上的MnxCr3-xO4，x为0.5-2。4.根据权利要求1所述的抗结焦合金材料，其中，所述合金材料基体的元素组成包括Fe、Cr、Ni、Mn、Si和C，其中Mn和Si的重量百分含量满足式(1)，优选地，Mn和Si的重量百分含量满足式(2)，5.根据权利要求1或4所述的抗结焦合金材料，其中，所述裂解炉管中的铬元素含量为15-40重量％，镍元素含量为15-40重量％，锰元素含量为0.2-3重量％，硅元素含量为1-3重量％，碳元素含量为0.1-1重量％，微量元素和痕量元素的总含量为0-5重量％，铁元素的含量为8-68.7重量％；所述微量元素为铌、钛、钨、铝和稀土中的至少一种，所述痕量元素为硫和/或磷。6.一种抗结焦裂解炉管，其特征在于，该抗结焦裂解炉管的管壁由权利要求1-5中任意一项所述的抗结焦合金材料制成，其中所述涂覆层位于该抗结焦裂解炉管的管壁的内侧。7.根据权利要求6所述的抗结焦裂解炉管，其中，所述抗结焦裂解炉管还包括位于抗结焦裂解炉管内部并与管壁内壁相接的强化传热构件；优选地，所述强化传热构件为扭曲片。8.一种制备权利要求1-5中任意一项所述的抗结焦合金材料的方法，其特征在于，所述方法包括，所述涂覆层通过以下方法获得：在500℃以上的高温下，将涂覆气体与所述合金材料基体的表面接触从而在所述合金材料基体的表面发生反应形成涂覆层，其中，所述涂覆气体含有硫化物气体、水蒸气和载气，以所述涂覆气体的总体积计，所述硫化物气体的含量为0.01-0.1体积％，所述水蒸气的含量为2.01-9.99体积％，所述载气的含量为89.91-97.98体积％。9.根据权利要求8所述的方法，其中，以所述涂覆气体的总体积计，所述硫化物气体的含量为0.01-0.08体积％，所述水蒸气的含量为2.5-7.5体积％，所述载气的含量为92.42-97.49体积％。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述涂覆气体中的氧分压为1.1×10-13～1×10-9Pa。11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述硫化物气体选自H2S、SO2、SF6、COS、CS2、2CN107881431A权利要求书2/2页CH3SH、CH3CH2SH、CH3SCH3、CH3CH2SCH2CH3、CH3S-SCH3和CH3CH2S-SCH2CH3中的一种或多种，优选选自H2S、SF6、CH3SH、CH3SCH3和CH3S-SCH3中的一种或多种；优选地，所述载气选自H2、N2、Ar