HP40合金抗结焦氧化膜的性能
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含有氧化膜 的试样结焦评 价实验在 图 】 所示 的实验 装置 中进 行, 结焦 气体 中 C O,H 和 H O的体积 比 2 2 为 7 :3 ,流 量为 5 / n 5 : 22 0 mLmi。将含 有氧化膜 的试样 和 白试样 同时放入 图 l 的装置 中 ,在 7 0℃进行结 5
焦实验 ,试 样每结焦 5 取出称量 ,_ 复 3次。 h后 蕈
裂解 炉辐射段炉 管通常为 耐热镍铬合 金管,材质主要 由 F ,C 和 Ni e r 等金属元 素组成 ,其 中 N 和 F i e
元素 在高温下对石 油烃 在炉管 内表面的结焦 具有显著 的催化 作用 ,F 和 Ni e 元素 的催 化结焦作用是造 成裂 解炉辐射段 炉管结焦 的主要 原因。合金炉 管在 裂解过程 中, 内表面会被 高温水蒸 气氧化 ,形 成 C 2 , r 氧化 O
第2 7卷第 2期 2 1 年 4月 01
化 学反 应 工程 与 .艺 T
Ch mi a Re ci nE g n e ig a dT c n l g e c l at n ie r n e h oo y o n
、0 7 N o2 ,l2 . A p . 01 r2 I
膜保护层 ,新炉管 或刚清焦 的炉管在投用 初期 ,该保护层 能有效地将 F e和 Ni元素覆盖 ,防止其催 化结
焦 ,但 随着炉管运 行时间的 延长 ,C 2 3 r 保护层逐渐变 为脆性 的 c C 碳化物 ,同时 F 和 Ni 素逐渐 扩散 O e 元 至表层 ,产 生严重 的催 化结焦 。 本工作 利用一种低 氧分压气体 对裂解炉 管合 金 H 4 P 0在高温 下进 行预处理 [ ,HP 0合金表面形 成了 4
烃类 管式炉 裂解 技术 为主 。管式 裂解炉 辐射段 炉管 结焦 是长期 困扰 乙烯生 产 的一大技 术难 题 。结焦 会增
加炉管 热阻 ,导致炉 管表面温度 升高 ,燃料 消耗 增加 ,结焦还会 导致 炉管渗炭 ,使炉管 寿命缩短 ,从而缩
短裂解炉 的运行周期 ,减 少有 效生 产时间 ,同时消耗大量 能量 于烧焦 , ̄ # ,结焦 层会使裂解气流体 压 } 丰 I LI - 降增加 ,烯 烃收率 降低 。
散诺 ( D E S)、x 射 线 衍射 ( XRD)、x 射 线 光 电子 能 谱 ( P )和扫 描 电 了 显微 镜 ( E ) 分析 氧 化膜 的 元 素成 XS SM 分 、物 辑I 构 、表 面和 截 面形 貌 ,刖 热 重 天 平分 析 氧化 膜 的增 重 规律 ,用 结焦 实 验 评 价氧 化 膜 的抗 结 焦 性 能 。结果 结 表 明 : 低 氧 分 压处 理 后 ,在金 属 表而 形 成 的 氧化 膜 由表 及晕 分 为 3层 , 别 为 Mn r 尖 品石 层 、 r _I i 经 分 C: O c: 层 羽 O O S 层 ,氧 化膜 的 厚 度约 为 2l m,氧 化 温 度 为 9 0℃时 氧 化膜 的结 焦抑 制 率 可达 到 9 %,氧 化 膜 可彳 效 抑 制丝 状 催化 a 0 0 T
第2 卷第 2 7 期
袁 霞光 . P 0 H 4 合金 抗 结焦 氧 化膜 的性 能
17 6
1 . 2试样低氧 分压处理 氧化膜在低 氧分压 气氛 中的氧化增 重实验在 热重天平 中进行 ,天平 的型号是 VesT em ra hr HM,精度
是 1 g . p 。首先将挂 片悬挂在 热重 天平室 内,将热重天平 室 以及相关 管路抽至真 空 ,然后在 热重天平 中通 0. 入 5 / n的低氧分 压气体 ,热重天平开始 升温 ,升温速 率设为 l  ̄/ n 0 mLmi 0 C mi,当温度达到预 定温度 后 , 恒温一定 时间 ,最后 以 5 ̄ mi C/ n的速 率降温 ,降温 过程 中一真通 入低氧分 压气体 。 1 . 3试样结焦 实验
焦 炭 的产 牛
关键词 :合金 低氯分压 氯化膜 结焦 中图分类号:T 7 . GI44 文献标识码 :A
乙烯装 置生产 的 “ 三烯 ”乙烯 、丙烯 、丁 二烯 )和 “ 三苯 ” ( 、甲苯 、二甲苯 )是石油 化学工业的 苯 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 ‘
文章编号 :l0 一7 3 ( 0 1 0 _ 0 6—0 0 l 6l 21 )2_l6 6 _
HP 0 4 油化 工股 份 有 限公 司科 技 开 发部 ,北 京 1 0 2 ) 中 07 8
摘要 :在低氧 分压气氛‘ 氧化 HP 0合金,在合命表 形成具有抑制催化结焦能力的氧化膜,并采用 X射线能最色 卜 4
长 2 0mm,宽 l 0mm,高 2mm,并用 SC砂纸 打磨,使每个 试样 表面粗糙度 基本 一致。实验前用 丙酮清 i
洗 ,再用蒸馏 水清洗 ,最后吹干待 用 。
收稿 日期 :2 1.3I:修 订 日期 :2 1.42 0 1 .O 0 0 1 .0 0
作者简介:袁霞光 (q2) ,硕士.高级工程师。Em iy g ioe. l I -. 7 -a x @s pc on h n c'
一
种 致密 的铬锰尖 晶 石保护 层 ,该尖 晶石保护 层在 防止金 属表面 催化结 焦 和渗炭 的效 果要远 好于高温 水
蒸气氧 化生 成的 c 2 3 r 氧化膜 。 O
l实验部分
I . 样制备 I试
实验所 用材料 为 HP 0离心铸造合金 炉管 ,其元素含 量见表 l 4 。从炉 管上切取矩 形试样进行 实验 ,其
H2
e h u tdg s x a se a
CO
图 I氧化 堤置示意
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