JPS5832687A - 炭化水素の熱分解、改質用に供する反応器用被覆管の製造方法 - Google Patents

炭化水素の熱分解、改質用に供する反応器用被覆管の製造方法

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JPS5832687A
JPS5832687A JP13190081A JP13190081A JPS5832687A JP S5832687 A JPS5832687 A JP S5832687A JP 13190081 A JP13190081 A JP 13190081A JP 13190081 A JP13190081 A JP 13190081A JP S5832687 A JPS5832687 A JP S5832687A
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less
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heat
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JP13190081A
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Inventor
Keizo Konogi
此木 恵三
Takayori Shinohara
篠原 孝順
Ikuyoshi Kouchi
生好 幸地
Keiichi Shibata
柴田 啓一
Hisakatsu Nishihara
西原 久「あ」
Toshiaki Morichika
森近 俊明
Junichi Sugitani
杉谷 純一
Koji Tsuchida
土田 公司
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Kubota Corp
Toyo Engineering Corp
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Kubota Corp
Toyo Engineering Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006Controlling or regulating processes
    • B01J19/002Avoiding undesirable reactions or side-effects, e.g. avoiding explosions, or improving the yield by suppressing side-reactions
    • B01J19/0026Avoiding carbon deposits
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
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    • C10G9/20Tube furnaces
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭化水素の熱分解、改質用に!する反応器用被
覆管の製造方法に関す今。
液状を倉はガス状の炭化水素を、高温、高圧下で触媒を
用、い或は触媒を用いず熱分解または改質の化学反応を
行わしめると、固形炭素の析出、現象が起り、この析出
固形炭素が反応器を構成する管の化学反応を行わしめる
内面lIK蓄積、されることが知られている。この固形
炭素の析出沈積を放置しておくと、炭化水素を含t!流
体の流通を妨害し、同時に熱分解または改質♀化学反応
を行わしめるために管の外表面一から反応熱を供給もし
く#i除従来この種反応−用として用いられている材料
は、その高温、高圧のII#業条件に適応すべく狙。
Crを多量に含む仔ろの=高−装置材料として一般的な
いわゆるr・−Cr −Ni系オーステナイト型耐熱鋼
であり、特に操業条件が高温化する程、その管用耐熱鋼
材fのNi量を更に増加するようにするのが通例である
七ころが、とのF・−、Cr −)11系オ下ステナイ
ト型耐熱鋼で一造した−のを使用し牟場合では、その使
用に伴い管P!面に不可避に析出固形炭素の付!現象を
生じ、これが−め連続操業を原則とする反応装置も一時
的に操業中止し、各種の方法によりこ0析出炭素除去作
業(″わ〒るデ° $7ダ)を定期的に実施することを
余儀無くされている。
そして、この傾向は鋼社中[Niを多量に含有するもの
程8IFK現われ、その場合には管内面に短時間で固形
炭素が析出し、固形炭素の沈積量が一層′急激に増加す
ることが知られ、上記除去作業の必IF頻変が更に増大
する問題がみもれる。
本発明者等はこの管内面にお社る固形炭素の析出現象に
ついて鋭意研究考察した結果、反応器用管を構成してい
ゐr・−Cr −lli系オーステナイト型耐熱鋼材料
中の肩1含有量と固形炭素の析出沈積量とに相関−lK
があることを知見し、更には鋼材中の社(管内I!I!
WMK存在するIli )が触媒作用を果し炭化水′素
からの固形炭素の析出を促進していることを見出すに至
った。
このような技術的背景乃至考察をもとにすれば、炭化水
素の熱分解、改質用に供する反応器用管について、その
操業使用時における固形炭素の析出付着現象を防止する
ためにけ、基材耐熱鋼管の炭化、水素含有物と接触する
内面側をN1を含まないもしくは1含有量の少ない別種
の耐熱材料をもって被覆し、炭化水素と管基材中に含有
され六N1との接触を遮断することが有効な対策手段り
なり得ることが知られる。
しかして、零発wJ4はこのよう慶技術的見地から炭化
水素の熱分解、改質用に供する反応器用管として、基材
をなす?・−Cr −Ni系オーステナイト型耐熱鋼か
らなる管の内面に、上記目的に適合する自溶性合金の被
覆層を形成して構成した新規な被覆管を提供しようとす
る亀のであり、特に本発明は、この被覆管の製造方法と
して、遠心力鋳造を利用した簡便な手段を提供するもの
である。
以下本発明の反応器用被覆管の製造方法について説明す
る。tず本発明に係る被覆管の基材を構成する−のとし
ては、前述のように高温、高圧の操業条件に適合する従
来からのy・−Cr−Ni系オーステナイ)11耐熱鋼
が用いられる。
しかして、この基材耐熱鋼より構成された管の内面に自
溶性合金の被覆層を形成してなる所期の被覆管を得るた
めに=本発明は次のような製造手段に依っている。すな
わち、本性では上記耐熱鋼(特に耐熱鋳鋼)からなる管
を鋳造するための遠心力鋳造過程において、鋳造管の内
面が凝固した後、その内面に自溶性合 1@@04又ijF軸らの酸化物粉末とA/粉末の混合
粉末)を散布し、誉ル建ット剤の発熱反応を利用して、
自溶性合金粉末を両社内面に溶FM接合せしめ、その凝
固完す螢において、自溶性合金6被覆層を一体に形成し
た被覆管を鋳造する(のセある。
上記自溶性合金粉末とチルtット剤の散布にさいしτは
・3t″らを混合した粉末を用“て同時′散布する方法
と、オず自溶性合金粉末を散布し、その後チルZット剤
を散布する一法とがあるが、゛いずれの方法によっても
かまわない。また上記の自溶性合金粉末を□散布する までの間の鋳造管内面の酸化防止及び自溶性合金粉末の
一動性を高めるため、基材耐熱鋼管溶−の鋳造と藺時屯
しくけ鋳造後に鋳造管内面に7ラツクスを投入して用い
ることができる。この場合。
7ラツクスを、自溶性合金粉末、自溶性合金粉末とチル
Cシト剤の混合粉末又はチル建ット剤のいずれかと混合
して用いることもでき、同様に自溶性合金粉末の流動性
を高め、湊融i合性を向上するのに奏効する。
上記自溶性合金粉末の散布の時期は、鋳造管内面の凝固
完了後に行うのが望ましい。すなわち、鋳造管内面の未
凝固状態で散布讐ると、高H1含有量の基材耐熱鋼と混
合し、所期目的とするN1を含まないもしくはN1含有
量の少ない被覆層を形成すること逅モきないためである
。また、□このように内面未凝固状態で自溶性合金粉末
i散布すると、基材とこの内面を被覆する谷金層との肉
厚が不安定なものが得dK、一方如象と゛している高温
、高圧の圧力容器の用途にあっては、耐高温、高圧材で
ある基材耐熱鋼に肉厚一定の本のが厳格に要求され、結
局使用に耐えない亀のが製造されることになるためでも
ある。       ゛しかし乍ら、本門でけ自溶性合
金粉末を溶融接合せしめるkめの熱供給源として、゛鋳
造壁KL−dる基材鋳造管からの放熱以外に、テルミッ
ト反応による発−を利用するものであるため、必ずしも
鋳造管の凝固直後にその散布を行にとを要せず  −一
造管内面がある程度冷却した状11にあっても。
その円滑なる実施が可能であって1本法はこの自溶性合
金粉末の散布時期に融通性を4またらす点において、製
造上の顕著な利点を具備するものである。
かくして、上記這心力鋳造後においては、デー−Cr−
肩1系オーステナイト型耐熱鋼からなる管の内向に、自
溶性合金の被覆層を形成してなる所期目的の被覆管が得
られる。なお、基材耐熱鋼管の内面を被覆する自溶性合
金層は、自溶性合金粉末とチルミツト反応により生成し
た金属とが混合した合金により構成されるが1本質的に
は自溶性合金粉末のみを散布し九場合と変りない(チル
ミツト反応によ艶住成された1・のみが混合される)。
なお1本発明に侮る被覆管の基材を構成するr・−Cr
 −HA系オーステナイト型耐熱鋼としては、具体的に
は、Cr20−so%、)lilB 〜tow、CO,
1〜0.6 % 、 li 1.!1 %以下、Mn2
.O@以下、No、u %以下(以上各型1% ) 、
残部実質的KF*。
またはr・の一部を勘1w、xbのうちの1種tたけ2
種以上(総量6重量−以下)で置換した合金が例示でき
る。
また、被覆層の形成に用いられる自溶性合金粉末として
は、具体的には、Cr13〜40−1M10〜6嗟、C
O,0l−is、515qb以下、Mn2.O’lG以
下、110.15−以下、B5憾以下(以上各型[1゜
残部実質−的KP・から々る合金を例示することかです
る。しかし乍ら、基材耐熱鋼及び自溶性合金粉末につい
ては1本発明の技術゛伺的を変更しない限りにおいて、
′上記威分範囲姓での故分簀動や成分の添加除去を妨“
ける本のではない。
なお、自溶性合金粉末(S@lfデluxing A1
1ay Powd@r )とは、本来溶射1@に使用さ
れるものであるが一上゛記に例示したものは、一般の溶
射の場合と異なり溶射發加熱溶融処′理(ヒエージング
)シソ使用され°るものである。  ′ 以上に述べたようK、本発明の反応器用被覆管の製造方
法は、基材耐熱鋼管の”逮“心力鋳造過程にお馳て、そ
の−内面−1[後に、自溶性合金粉末とチル2ツト剤を
散布するだけで所期目的とする被覆管を得ることができ
、この種被覆管の工業的な製造手段として頗る簡便でか
つ安価なものである〇また1本発明では自溶性合金粉末
を散布するにあたり、テルミツト剤を併用することを特
徴とするものであるが、このテルミツト剤の併用散布に
よって次のような製造上顕著な利点を具備するものであ
る。すなわち、自溶性合金粉末の溶融温度が、基材耐熱
鋼の溶融A1度よりも300℃程変以上低い場合では、
側段チル2ツト剤による発熱反応を利用しなくとも、自
溶性合金粉末をその凝固直後に内面に散布するだけで、
これを溶融接合せしめることが可能である。しかし乍ら
、自溶性合金粉末の溶融温度が基材耐熱鋼のそれを30
0℃程度を趨えて下回らない場合においては、自溶性合
金粉末のみでは、熱量不足のためこれを溶融接合せしめ
ることが不可能となる。このような場合において、テル
ミツト剤の発熱反応を利用する本性によれば、自溶性合
金粉末を基材耐熱鋼管の内面に確gJIIK溶融接合せ
しめることができ、また先にも述べたように、自溶性合
金粉末の散布時期について一余裕を屯たすことができて
、製造条件の緩和及び工程管理の簡易化に資するところ
大である。
なお、本発明の製造方法によって得られる反応器用被覆
管の性能についても言及すれば、以下の通りである。す
なわち、本発明に41fiる反応器用被覆管にあっては
、炭化水素含有物が流通する管内面側がNiを含まない
もしくけ殆んど含まない自溶性全金層(t・−Cr系の
耐熱鋼)で被覆形成されているため、管内面でN1が不
都合な触媒作用を営むおそれが著しく低減され、この結
果、炭化水素含有物から管内面に固柳′炭素か析出する
現象を有効に防止抑制することが可能となる。tた流体
から析出した炭素は反応器壁に侵入し、器壁を構成する
耐熱鋼微細組織内で炭化物を□形成するいわゆる浸炭現
象を引起すため1反応器は著しく脆化し損傷するのが避
けられない。とどろが上記の自溶性合金粉末を基材管内
面に溶融接合せしめると、その合金層が炭素の侵入を阻
むばかりか炭素析出自体が抑制されるため、浸炭現象も
t六有効に防止することができる。
なお反応器を構成する管は高温高圧下で使用されるため
、管の基材を構成するr・−Cr−Ni系オーステ9す
、イト・型耐熱鋼には操業温J11″に対する十分な、
耐熱性と高温強変を必要とすることは勿論であるが、一
方管の被覆層を構成する自溶性合金層について社、その
肉厚を自由に選択することができる。
すなわち、被覆層、の肉厚増加に伴い操業上管壁温度を
高める必要があるが、本発明に係る被覆管にあっては、
基材管内面に自溶性合金層を被覆形成した後被覆、−管
内面の肉厚を0.5.ml以下にまで薄肉化することが
できるので、被覆管を従来と同−掃東条件下で使用する
ことができる。。これは固形炭素の析出沈積量が減り、
操業中の管−mtiuxの上昇を抑えることができるの
で、従来と同一操業条件下での管設計温度を低く見積、
るtとができるためである。したがって被覆管全体とし
ての肉厚は従、*よりむしろ小さくとることができるし
、従来量、様あるいけそれ以上の年間操業時間を確保で
きる。
本発声によって製造される被覆管轄、N1を含む、耐熱
鋼を使用する必要が生ずる500℃以上の温度。
大気圧以上の圧力下で行われる炭化水素単独或は炭化水
素と水蒸気、酸素含有ガス等を混合して低分子量炭化水
素等への熱分解あるいは水′素、酸化炭素等を含むガス
流を製造する場合に対し、効果的に適用することが出来
る。
特 許 出 願 人 久保田鉄工株式会社第1頁の続き
・パ゛ 0発 明・者 杉谷純−パ ・ 5、・      枚方市中宮大池1丁目23番1号久
保田鉄工株式会社枚方鋳鋼工 、  、  場内 、1、     51.0発 明 
者 上田公司     、。
□   、場丙 □ 1.゛ 、     車京都千代甲、区霞が関3丁目?番5号 、     、            、     
  !   8 、・、+ ・〜          
   ゛パ”−I−〜 、・ ・                1、::、 J、                 1. 、1 
  、     −、、          l   
    1       、浚    ゛  □′ −
・             ′ ゛2.  ・   
                   −。
1  →  □L1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、r・−Cr−Ill系オーステナイト型の耐熱鋼管
    の遠心力鋳造過程において、#鋼管の凝固後、その内面
    に1!棲性合金粉末と−ルミツ町剤を散布し、−溶性合
    金層を溶融接合する仁とを特徴とする炭化水素の熱分解
    、改質用に供する反応器用被覆管の製造方法。
JP13190081A 1981-08-21 1981-08-21 炭化水素の熱分解、改質用に供する反応器用被覆管の製造方法 Pending JPS5832687A (ja)

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CA000409598A CA1190880A (en) 1981-08-21 1982-08-17 Tube for thermal cracking or reforming hydrocarbon and manufacturing method thereof
US06/408,820 US4510988A (en) 1981-08-21 1982-08-17 Tube for thermal cracking or reforming hydrocarbon and manufacturing method thereof
GB08223782A GB2106544B (en) 1981-08-21 1982-08-18 A tube for thermal cracking or reforming hydrocarbon and manufacturing method thereof
FR8214440A FR2511698B1 (fr) 1981-08-21 1982-08-20 Tube pour le craquage ou reformage thermique des hydrocarbures et son procede de fabrication
DE3231045A DE3231045A1 (de) 1981-08-21 1982-08-20 Reaktionsrohr zum thermischen spalten oder reformen von kohlenwasserstoffen und verfahren zu seiner herstellung

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008509285A (ja) * 2004-08-12 2008-03-27 シュミット + クレメンス ゲーエムベーハー + ツェーオー.カーゲー 複合チューブ、複合チューブの製造方法、および複合チューブの使用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008509285A (ja) * 2004-08-12 2008-03-27 シュミット + クレメンス ゲーエムベーハー + ツェーオー.カーゲー 複合チューブ、複合チューブの製造方法、および複合チューブの使用

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