一种防氧化抗结焦的烃类裂解炉管及其制备方法.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(10)申请公布号CNCN103788987103788987A(43)申请公布日2014.05.14(21)申请号201210426324.2(22)申请日2012.10.30(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司北京化工研究院(72)发明人王申祥王国清王红霞郏景省(74)专利代理机构北京思创毕升专利事务所11218代理人赵宇(51)Int.Cl.C10G9/20(2006.01)C10G9/16(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书6页说明书6页(54)发明名称一种防氧化抗结焦的烃类裂解炉管及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种防氧化、抗结焦的烃类裂解炉管及其制备方法。将裂解炉管作为桶形阴极，单质钼、单质硅及改性物质置于桶形阴极内，通过辉光放电原理形成钼离子、硅离子及改性物质离子，在炉管内表层形成MoSi2与改性物质的复合渗透层。该渗透层可以减少炉管高温氧化和渗碳，减少烃类在蒸汽裂解过程中焦炭在炉管内表面的沉积，显著延长运行周期和使用寿命。CN103788987ACN103789ACN103788987A权利要求书1/1页1.一种防氧化抗结焦的烃类裂解炉管，其特征在于：所述裂解炉管的内表面具有防氧化抗结焦的渗透层；所述渗透层中含有MoSi2和改性物质；所述改性物质选自Si3N4、Al2O3、ZrO2、SiC、TiC、ZrB2、W、Nb、Y和Mn中的至少一种；所述渗透层是由单质钼、单质硅和所述改性物质，利用辉光放电原理，产生高能量的钼离子、硅离子和改性物质的离子，快速溅射到所述裂解炉管的内表面形成的。2.根据权利要求1所述的裂解炉管，其特征在于：所述改性物质选自Si3N4、ZrO2、SiC、W、Nb中的至少一种。3.根据权利要求1所述的裂解炉管，其特征在于：在所述渗透层中，所述MoSi2的摩尔分数为：大于0-50%，所述改性物质的摩尔分数为：大于0-10%，余量为所述炉管的基体合金。4.根据权利要求1所述的裂解炉管，其特征在于：在所述渗透层中，所述MoSi2的摩尔分数和所述改性物质的摩尔分数为呈现由所述炉管内表面向炉管基体逐渐降低的梯度变化。5.一种防氧化抗结焦的烃类裂解炉管的制备方法，权利要求1~4之一所述的裂解炉管的制备方法包括以下步骤：将裂解炉管作为桶形阴极，将单质钼、单质硅及至少一种改性物质置于所述桶形阴极内，在0.1~30Pa的低真空氩气保护氛围中通过辉光放电原理，产生高能量的钼离子、硅离子及至少一种改性物质的离子，快速溅射到所述炉裂解炉管的内表面，在所述炉管内表层形成的MoSi2和改性物质的渗透层。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述改性物质选自Si3N4、Al2O3、ZrO2、SiC、TiC、ZrB2、W、Nb、Y和Mn中的至少一种。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述改性物质选自Si3N4、ZrO2、SiC、W、Nb中的至少一种。8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在置于所述桶形阴极内的单质钼、单质硅及改性物质中，所述单质钼占31.5~62.5wt%、所述单质硅占18.5~36.5wt%、所述改性物质占1~50wt%。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述单质钼占40~60wt%、所述单质硅占20~35wt%、所述改性物质占5~40wt%。10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：获得高能量的所述钼离子、所述硅离子和所述的至少一种改性物质的离子，快速溅射到所述炉裂解炉管内表面，在500℃-1100℃条件下，生成MoSi2和至少一种改性物质，并沿着所述炉管内表面的晶体缺陷快速扩散到炉管基体内中，形成浓度呈梯度变化的渗透层。2CN103788987A说明书1/6页一种防氧化抗结焦的烃类裂解炉管及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及石油化工领域，特别是涉及一种具有防氧化、抗结焦性能的烃类裂解炉管及其制备方法。背景技术[0002]乙烯装置生产的三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）和三苯（苯、甲苯、二甲苯），是石油化学工业的基础原料，乙烯的产量、生产规模和技术标志着一个国家石油化工的发展水平，目前生产乙烯的方法以管式炉裂解技术为主，它在世界范围内得到了广泛应用。[0003]裂解炉辐射段炉管在经过一段时间的烃类蒸汽裂解后，会在炉管内表面沉积一层很厚的焦炭，焦炭层会增加炉管热阻，降低传热系数，当焦炭层达到一定的厚度时，裂解炉管必须停止生产，采用空气—水蒸气联合烧焦。[0004]为了进一步清除焦炭，在烧焦后期经常会有20小时的850℃的纯空气烧焦，这种没有水蒸气的纯空气烧焦，会使得裂解炉管在高温产生过度氧化，造成