一种乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料，其组成及重量份数为：氧化钴15-20份、氧化锆1-10份、氧化铝3-10份、硅粉1-5份、碳化硅8-12份、氧化铬3-7份、氧化锰0-8份、金刚砂0-5份、硅酸钠2-10份、磷酸二氢铝5-8份、石英粉1-5份、长石粉1-5份、五氧化二磷10-15份、铬铁矿0-3份、锆英砂0-2份、氧化铈0-1份、石墨粉1-4份、氧化硼0.5-1.0份、白土0.1-0.5份，其中，各固体组分的粒度不低于350目。本发明还公开了一种乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料的制备方法。采用本发明的反辐射无机涂料，能够有效提高涂料耐高温性能、抗热震性能、加大辐射能的利用率、增强涂料与裂解炉内衬材料结合力。
【专利说明】一种乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料及其制备 方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于反辐射无机涂料技术、尤其是涉及一种乙烯裂解炉辐射室内衬用的反 辐射无机涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 工业炉窑是我国耗能大户，约占总能耗的25-40%，而炉的平均热效率仅为30% 左右，工业窑炉热效率低是国内外普遍存在的问题。目前，辐射涂料作为炉窑中的一项节能 新技术，在窑炉内衬涂覆节能辐射涂料，将窑炉内热量尽可能地辐射到被加热的产品上，将 会充分利用能量，以达节能的目的。
[0003] 通常，陶瓷业、石油化工业使用的加热炉多采用硅铝耐火材料，这些材料抗热震性 能差、耐磨性差，易脆化脱落，在窑炉升温加热时，大量热量被吸收和散失，能量利用率极 低。
[0004] 近年来，节能耐高温辐射无机涂料在窑炉的应用得到了广泛的认可，但在乙烯裂 解炉上的应用则不太成功，原因在于裂解炉炉膛温度过高，超过1200°c ;另一方面裂解炉存 在炉膛温度频繁急升急降的工况，涂层在此过程中容易出现龟裂、脱落，影响使用效果和使 用寿命。
[0005] 因此，提高涂料耐高温性能、抗热震性能、加大辐射能的利用率、增强涂料与裂解 炉内衬材料结合力是当前要解决的主要技术问题。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机 涂料及其制备方法，能够有效提高涂料耐高温性能、抗热震性能、加大辐射能的利用率、增 强涂料与裂解炉内衬材料结合力。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
[0008] -方面，一种乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料，其组成及重量份数为： 氧化钴15-20份、氧化锆1-10份、氧化铝3-10份、硅粉1-5份、碳化硅8-12份、氧化铬3-7 份、氧化锰0-8份、金刚砂0-5份、硅酸钠2-10份、磷酸二氢铝5-8份、石英粉1-5份、长石 粉1-5份、五氧化二磷10-15份、铬铁矿0-3份、锆英砂0-2份、氧化铈0-1份、石墨粉1-4 份、氧化硼〇. 5-1. 0份、白土 0. 1-0. 5份，其中，各固体组分的粒度不低于350目。
[0009] 作为一个优选方案，其组成及重量份数为：氧化钴18份、氧化锆7份、氧化铝9份、 硅粉2. 5份、碳化硅10份、氧化铬4份、氧化锰3. 5份、金刚砂3份、硅酸钠6份、磷酸二氢 铝7. 5份、石英粉3份、长石粉3份、五氧化二磷13份、铬铁矿3份、锆英砂1份、氧化铈1 份、石墨2份、氧化硼0. 5份、白土 0. 2份，其中，各固体组分的粒度不低于350目。
[0010] 作为另一个优选方案，其组成及重量份数为：氧化钴19份、氧化锆4份、氧化铝5 份、硅粉3份、碳化硅12份、氧化铬6份、氧化锰4份、金刚砂4份、硅酸钠5份、磷酸二氢铝 5份、石英粉4份、长石粉3份、五氧化二磷16份、铬铁矿2份、锆英砂0. 6份、氧化铈0. 6 份、石墨3. 5份、氧化硼0. 7份、白土 0. 3份，其中，各固体组分的粒度不低于350目。
[0011] 另一方面，一种如乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料的制备方法，按上 述任一反辐射无机涂料的组分配比进行配料，经过打磨、浸泡、加温反应、搅拌、混合、过滤、 装桶得广品。
[0012] 本发明的乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料及其制备方法，具有以下优 点如下：
[0013] 1、抗热震性能优良、热效率高、与窑炉内衬结合强度大，特别是料具有相当高的发 射率，能够改善高辐射能谱的分布，大大提高了辐射能的利用率。
[0014] 2、具有很好的抗氧化性能，能对窑炉内部和加热元件提供充分保护，达到延长炉 衬耐火材料及加热元件寿命等目的
[0015] 3、投资少、见效快，不需对炉窑基体进行特殊的改造便可正常施工，且无毒无味、 无腐蚀性，社会效益和经济效益都将十分可观。
【具体实施方式】
[0016] 本发明的一种乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料，其组成及重量份数 为：氧化钴15-20份、氧化锆1-10份、氧化铝3-10份、硅粉1-5份、碳化硅8-12份、氧化铬 3-7份、氧化锰0-8份、金刚砂0-5份、硅酸钠2-10份、磷酸二氢铝5-8份、石英粉1-5份、 长石粉1-5份、五氧化二磷10-15份、铬铁矿0-3份、锆英砂0-2份、氧化铈0-1份、石墨粉 1-4份、氧化硼0. 5-1. 0份、白土 0. 1-0. 5份，其中，各固体组分的粒度不低于350目。
[0017] 在上述组分配比中，氧化钴在耐高温辐射涂料中起催化剂的作用，氧化锆在涂料 中做添加剂用，其熔融温度约为2900°C，可提高材料粘度和扩大粘度变化的温度范围，有较 好的热稳定性，其含量为2% -3%时，能提高材料抗龟裂性能；还因它的化学惰性大，故能 提高材料稳定性和耐酸碱能力，还能起到乳浊剂的作用。氧化铝每克的内表面积高达数百 平方米，活性高吸附能力强，在涂料中做阻燃齐?、吸附齐?、催化剂和催化剂载体。加入氧化钛 的涂料，色彩鲜艳，遮盖力高，着色力强，对介质的物理稳定性可起到保护作用。特别是加入 了磷酸盐、硅酸盐能增强涂料膜的机械强度和附着力，防止裂纹，防止紫外线和水分透过， 延长漆膜寿命。
[0018] 另外，本发明的反辐射无机涂料还具有很好的抗氧化性能，金刚砂具有很高的强 度及良好的抗氧化性能，在高温下不变形，可增加耐火材料的抗氧化性能和抗冲刷性能，能 对窑炉内部和加热元件提供充分保护，达到延长炉衬耐火材料及加热元件寿命等目的。
[0019] 作为一个优选方案，本发明的反辐射无机涂料，其组成及重量份数具体为：氧化钴 18份、氧化锆7份、氧化铝9份、硅粉2. 5份、碳化硅10份、氧化铬4份、氧化锰3. 5份、金刚 砂3份、硅酸钠6份、磷酸二氢铝7. 5份、石英粉3份、长石粉3份、五氧化二磷13份、铬铁 矿3份、锆英砂1份、氧化铈1份、石墨2份、氧化硼0. 5份、白土 0. 2份，其中，各固体组分 的粒度不低于350目。
[0020] 作为另一个优选方案，本发明的反辐射无机涂料，其组成及重量份数具体为：氧化 钴19份、氧化锆4份、氧化铝5份、硅粉3份、碳化硅12份、氧化铬6份、氧化锰4份、金刚 砂4份、硅酸钠5份、磷酸二氢铝5份、石英粉4份、长石粉3份、五氧化二磷16份、铬铁矿2 份、锆英砂0. 6份、氧化铈0. 6份、石墨3. 5份、氧化硼0. 7份、白土 0. 3份，其中，各固体组 分的粒度不低于350目。
[0021] 本发明的一种如乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料的制备方法，是采用 按上述任一反辐射无机涂料的组分配比进行配料，并依次经过打磨、浸泡、加温反应、搅拌、 混合、过滤、装桶等步骤，最终获得本发明的反辐射无机涂料产品。
[0022] 以下实施例用于具体说明本发明，然而不能将本发明理解为仅仅包括以下实施 例。
[0023] 实施例一
[0024] 涂料组分配比：
[0025] 氧化钴18份、氧化锆7份、氧化铝9份、硅粉2. 5份、碳化硅10份、氧化铬4份、氧 化锰3. 5份、金刚砂3份、硅酸钠6份、磷酸二氢铝7. 5份、石英粉3份、长石粉3份、五氧化 二磷13份、铬铁矿3份、锆英砂1份、氧化铈1份、石墨2份、氧化硼0. 5份、白土 0. 2份，各 固体组分粒度不低于350目。
[0026] 制备方法：
[0027] 按上述配方比列配料，经过打磨、浸泡、加温反应、搅拌、混合、过滤、装桶得该涂料 产品。
[0028] 经检测，该涂料产品的物理性能如下：
[0029] 热震稳定性：按JB/T3648. 1-1994标准，在1200°C X空冷条件下，不低于15次。
[0030] 耐火度：按 GB/T7322-2007 标准，不低于 1800°C。
[0031] 体积密度：按 YB/T5200-1993 标准，在 110°C X24h 条件下，2. 56g/cm3。
[0032] 线变化率：按GB/T5988-2007标准，在1450°C X3h，埋碳条件下，+0· 4%。
[0033] 实施例二
[0034] 涂料组分配比：
[0035] 氧化钴19份、氧化锆4份、氧化铝5份、硅粉3份、碳化硅12份、氧化铬6份、氧化 锰4份、金刚砂4份、硅酸钠5份、磷酸二氢铝5份、石英粉4份、长石粉3份、五氧化二磷16 份、铬铁矿2份、锆英砂0. 6份、氧化铈0. 6份、石墨3. 5份、氧化硼0. 7份、白土 0. 3份，各 固体组分粒度不低于350目.
[0036] 按上述配方比列配料，经过打磨、浸泡、加温反应、搅拌、混合、过滤、装桶得该涂料 产品。
[0037] 经检测，该涂料产品的物理性能如下：
[0038] 热震稳定性：按JB/T3648. 1-1994标准，在1200°C X空冷条件下，不低于16次。
[0039] 耐火度：按 GB/T7322-2007 标准，不低于 1850°C。
[0040] 体积密度：按 YB/T5200-1993 标准，在 110°C X24h 条件下，2. 55g/cm3。
[0041] 线变化率：按GB/T5988-2007标准，在1450°C X3h，埋碳条件下，+0· 4%。
[0042] 将实施例一、二所制备的反辐射无机涂料涂在用于试验的炉体内部，使用温度为 1100°C、1200°C、1300°C和1400°C的高温处理。其喷涂方式，采用压缩空气为动力，喷涂压力 为1. 0-1. 5kg. f/c m2,喷涂厚度彡1. 0毫米。
[0043] 热辐射系数试验结果如下表：
[0044]
【权利要求】
1. 一种乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料，其特征在于，其组成及重量份数 为：氧化钴15-20份、氧化锆1-10份、氧化铝3-10份、硅粉1-5份、碳化硅8-12份、氧化铬 3-7份、氧化锰0-8份、金刚砂0-5份、硅酸钠2-10份、磷酸二氢铝5-8份、石英粉1-5份、 长石粉1-5份、五氧化二磷10-15份、铬铁矿0-3份、锆英砂0-2份、氧化铈0-1份、石墨粉 1-4份、氧化硼0. 5-1. 0份、白土 0. 1-0. 5份，其中，各固体组分的粒度不低于350目。
2. 根据权利要求1所述的乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料，其特征在于， 其组成及重量份数为：氧化钴18份、氧化锆7份、氧化铝9份、硅粉2. 5份、碳化硅10份、氧 化铬4份、氧化锰3. 5份、金刚砂3份、硅酸钠6份、磷酸二氢铝7. 5份、石英粉3份、长石粉 3份、五氧化二磷13份、铬铁矿3份、锆英砂1份、氧化铈1份、石墨2份、氧化硼0. 5份、白 土 0.2份，其中，各固体组分的粒度不低于350目。
3. 根据权利要求1所述的乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料，其特征在于， 其组成及重量份数为：氧化钴19份、氧化锆4份、氧化铝5份、硅粉3份、碳化硅12份、氧化 铬6份、氧化锰4份、金刚砂4份、硅酸钠5份、磷酸二氢铝5份、石英粉4份、长石粉3份、 五氧化二磷16份、铬铁矿2份、锆英砂0. 6份、氧化铈0. 6份、石墨3. 5份、氧化硼0. 7份、 白土 0.3份，其中，各固体组分的粒度不低于350目。
4. 一种如乙烯裂解炉辐射室内衬用的反辐射无机涂料的制备方法，其特征在于，按如 权利要求1-3任一项中的反辐射无机涂料的组分配比进行配料，经过打磨、浸泡、加温反 应、搅拌、混合、过滤、装桶得产品。
【文档编号】C09D5/33GK104109407SQ201410370688
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】张春雨 申请人:上海乐恒石油化工集团有限公司