一种用于乙烯裂解炉的催化涂料的制作方法

文档序号:24874519发布日期:2021-04-30 12:48阅读:108来源:国知局

本发明属于催化技术领域,具体涉及一种用于乙烯裂解炉的催化涂料。



背景技术:

乙烯裂解主要在辐射段炉管内进行,该炉管位于炉膛中央,双面经受高达1200℃的高温火焰辐射,是装置中操作温度最高的部位,辐射段炉管内的物料会产生结焦现象,使得炉管的管壁温度上升,如果长时间超温运行,炉管会发生蠕变、渗碳,甚至破裂等不同的失效形式,使裂解炉检修频繁,不仅生产成本增加,生产效率下降,还伴随着较大的安全隐患。

乙烯裂解炉抑制结焦技术大致可分为3类:3d反应器技术、结焦抑制剂技术和反应器表面改性技术。在3d反应器技术中,炉管的几何形状从传统的光滑直管变为更复杂的形状,如翅片管、肋片管、涡流管等,用以增加传热面积,增强对流传热,但是该技术会导致压降增加,进而影响乙烯的选择性。结焦抑制剂有含硫、磷、硼、硅等不同化合物种类,其中含硫化合物的应用最为广泛,目前主要使用(ch3)2s2,但因其具有腐蚀性、污染性等特点,不利于大规模工业应用。目前主要应用裂解炉管的表面改性技术包括高性能合金和涂层。目前常用涂层为屏障涂层,屏障涂层作为一道惰性阻隔层,可以避免气态碳氢化合物与合金材料基体内表面的fe、ni元素接触,从而抑制炉管渗碳。但是涂覆屏障涂层仍然需要进行人工清焦,不利于节约人工成本。



技术实现要素:

针对现有技术问题,本发明的目的在于提供一种用于乙烯裂解炉的催化涂料。

为了达到上述目的,本发明采用如下技术手段:

一种用于乙烯裂解炉的催化涂料:按重量份数计,由30-50份基料、20-30份填料和10-15份催化剂组成。

其中,催化剂由二甲基二硫醚、cawo4和mncr2o4按质量比2-3:1-2:2-3组成。

其中,基料由聚硅氧烷、环氧树脂按质量比1-2:1组成。

其中,填料由纳米碳化硅、纳米氟化锆和纳米铜铬黑和laal0.8ni0.2o3按质量比1:1:1:1组成。

其中,laal0.6ni0.4o3由以下方法制备:

按la(no3)3·6h2o:al(no3)3·9h2o:nicl2·6h2o的摩尔比为5:3:2,将三者均匀混合,然后加入前三者化学药品质量总和的乙二醇/柠檬酸混合液,其中乙二醇和柠檬酸按照质量比为1:1进行配制;将混合溶液在80℃恒温下进行磁力搅拌,直至烧杯中的转子停止转动,此时的溶液变为了黏稠的胶体;将该胶体放入105℃的干燥箱中干燥48h,得到了多孔状块状物质后用玛瑙研钵研磨后过400目筛(筛孔尺寸38μm),随后在900℃的空气气氛中焙烧4h,进而研磨,得到纯相含镍离子铝酸镧laal0.8ni0.2o3填料。

一种用于乙烯裂解炉的催化涂料的使用方法,先将基料和填料混合均匀,在搅拌条件下加入催化剂,使其混合均匀形成涂料;然后喷涂在基材表面,将基材放入到煅烧炉中,在通空气的条件下,先在300℃下预烧结1-2小时,而后以60℃/分钟的速率升温到800-1000℃,保温3小时,待冷却至室温后取出。

本发明的有益效果如下:

本发明的一种用于乙烯裂解炉的催化涂料,其中,催化剂由二甲基二硫醚、cawo4和mncr2o4组成,制备而成涂层后含有的ca、mn等离子不仅能明显降低合金材料中fe、ni、co等金属引起的催化结焦,还能提高材料的抗渗碳性能和耐高温烧蚀性能。涂层表面光滑,也可有效地减少焦炭的黏附。并且所使用的laal0.6ni0.4o3填料在高温下具有高发射率,保证了涂层在高温下的高发射率和耐高温性。

具体实施方式

为了更好地理解本发明,下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案,但是本发明并不局限于此。

laal0.6ni0.4o3由以下方法制备:

按la(no3)3·6h2o:al(no3)3·9h2o:nicl2·6h2o的摩尔比为5:3:2,将三者均匀混合,然后加入前三者化学药品质量总和的乙二醇/柠檬酸混合液,其中乙二醇和柠檬酸按照质量比为1:1进行配制;将混合溶液在80℃恒温下进行磁力搅拌,直至烧杯中的转子停止转动,此时的溶液变为了黏稠的胶体;将该胶体放入105℃的干燥箱中干燥48h,得到了多孔状块状物质后用玛瑙研钵研磨后过400目筛(筛孔尺寸38μm),随后在900℃的空气气氛中焙烧4h,进而研磨,得到纯相含镍离子铝酸镧laal0.8ni0.2o3填料。

实施例1

一种用于乙烯裂解炉的催化涂料:按重量份数计,由30份基料、20份填料和10份催化剂组成。

其中,催化剂由二甲基二硫醚、cawo4和mncr2o4按质量比2:1:2组成。

其中,基料由聚硅氧烷、环氧树脂按质量比1:1组成。

其中,填料由纳米碳化硅、纳米氟化锆和纳米铜铬黑和laal0.8ni0.2o3按质量比1:1:1:1组成。

一种用于乙烯裂解炉的催化涂料的使用方法,先将基料和填料混合均匀,在搅拌条件下加入催化剂,使其混合均匀形成涂料;然后喷涂在基材表面,将基材放入到煅烧炉中,在通空气的条件下,先在300℃下预烧结1小时,而后以60℃/分钟的速率升温到800℃,保温3小时,待冷却至室温后取出。

实施例2

一种用于乙烯裂解炉的催化涂料:按重量份数计,由40份基料、25份填料和13份催化剂组成。

其中,催化剂由二甲基二硫醚、cawo4和mncr2o4按质量比2:2:2组成。

其中,基料由聚硅氧烷、环氧树脂按质量比1.5:1组成。

其中,填料由纳米碳化硅、纳米氟化锆和纳米铜铬黑和laal0.8ni0.2o3按质量比1:1:1:1组成。

一种用于乙烯裂解炉的催化涂料的使用方法,先将基料和填料混合均匀,在搅拌条件下加入催化剂,使其混合均匀形成涂料;然后喷涂在基材表面,将基材放入到煅烧炉中,在通空气的条件下,先在300℃下预烧结2小时,而后以60℃/分钟的速率升温到900℃,保温3小时,待冷却至室温后取出。

实施例3

一种用于乙烯裂解炉的催化涂料:按重量份数计,由50份基料、30份填料和15份催化剂组成。

其中,催化剂由二甲基二硫醚、cawo4和mncr2o4按质量比3:2:3组成。

其中,基料由聚硅氧烷、环氧树脂按质量比2:1组成。

其中,填料由纳米碳化硅、纳米氟化锆和纳米铜铬黑和laal0.8ni0.2o3按质量比1:1:1:1组成。

一种用于乙烯裂解炉的催化涂料的使用方法,先将基料和填料混合均匀,在搅拌条件下加入催化剂,使其混合均匀形成涂料;然后喷涂在基材表面,将基材放入到煅烧炉中,在通空气的条件下,先在300℃下预烧结1-2小时,而后以60℃/分钟的速率升温到1000℃,保温3小时,待冷却至室温后取出。

对比例1

与实施例1相比,对比例1不含催化剂。

性能测试

将实施例1-3与对比例1所制备的基材放入到乙烯催化裂解炉中,每隔24小时取出观察基材表面结焦情况,如表1所示。

表1基材表面结焦情况

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