[發明專利]一種抗結焦合金材料及其制備方法和一種抗結焦裂解爐管

有效

• 申請號: 201610868499.7
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN107881431B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 王國清;王申祥;王紅霞;郟景省;梁中偉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C22C38/34
• 分類號: C22C38/34;C22C38/58;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/44;C22C38/06;C22C30/00;C23C8/28;C10G9/20
• 代理公司: 11283 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王崇;李婉婉

1.一種抗結焦合金材料，其特征在于，該抗結焦合金材料包括合金材料基體和涂覆于該合金材料基體表面的涂覆層，所述涂覆層中含有合金材料基體中金屬元素的金屬氧化物和金屬硫化物，相對于所述涂覆層的體積，所述金屬氧化物的含量為65-75體積％，所述金屬硫化物的含量為25-35體積％；所述涂覆層中的金屬氧化物中含有90重量％以上的Mn_xCr_3-xO₄，x為0.5-2；

所述抗結焦合金材料的制備方法包括，所述涂覆層通過以下方法獲得：在500℃以上的高溫下，將涂覆氣體與所述合金材料基體的表面接觸從而在所述合金材料基體的表面發生反應形成涂覆層，其中，所述涂覆氣體含有硫化物氣體、水蒸氣和載氣，以所述涂覆氣體的總體積計，所述硫化物氣體的含量為0.01-0.1體積％，所述水蒸氣的含量為2.01-9.99體積％，所述載氣的含量為89.91-97.98體積％；所述表面接觸的時間為20-60小時；

所述合金材料基體中的鉻元素含量為15-40重量％，鎳元素含量為15-40重量％，錳元素含量為0.2-3重量％，硅元素含量為1-3重量％，碳元素含量為0.1-1重量％，微量元素和痕量元素的總含量為0-5重量％，鐵元素的含量為8-68.7重量％；所述微量元素為鈮、鈦、鎢、鋁和稀土中的至少一種，所述痕量元素為硫和/或磷。

2.根據權利要求1所述的抗結焦合金材料，其中，所述涂覆層中的金屬硫化物包括FeS、NiS、MnS和Cr₂S₃中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的抗結焦合金材料，其中，所述合金材料基體的元素組成包括Fe、Cr、Ni、Mn、Si和C，其中Mn和Si的重量百分含量滿足式(1)，

4.根據權利要求3所述的抗結焦合金材料，其中，Mn和Si的重量百分含量滿足式(2)，

5.一種抗結焦裂解爐管，其特征在于，該抗結焦裂解爐管的管壁由權利要求1-4中任意一項所述的抗結焦合金材料制成，其中所述涂覆層位于該抗結焦裂解爐管的管壁的內側。

6.根據權利要求5所述的抗結焦裂解爐管，其中，所述抗結焦裂解爐管還包括位于抗結焦裂解爐管內部并與管壁內壁相接的強化傳熱構件。

7.根據權利要求6所述的抗結焦裂解爐管，其中，所述強化傳熱構件為扭曲片。

8.一種制備權利要求1-4中任意一項所述的抗結焦合金材料的方法，其特征在于，所述方法包括，所述涂覆層通過以下方法獲得：在500℃以上的高溫下，將涂覆氣體與所述合金材料基體的表面接觸從而在所述合金材料基體的表面發生反應形成涂覆層，其中，所述涂覆氣體含有硫化物氣體、水蒸氣和載氣，以所述涂覆氣體的總體積計，所述硫化物氣體的含量為0.01-0.1體積％，所述水蒸氣的含量為2.01-9.99體積％，所述載氣的含量為89.91-97.98體積％；所述表面接觸的時間為20-60小時。

9.根據權利要求8所述的方法，其中，以所述涂覆氣體的總體積計，所述硫化物氣體的含量為0.01-0.08體積％，所述水蒸氣的含量為2.5-7.5體積％，所述載氣的含量為92.42-97.49體積％。

10.根據權利要求8所述的方法，其中，所述涂覆氣體中的氧分壓為1.1×10^-13～1×10^-9Pa。