DE756064C

DE756064C - Vorrichtungen aus siliciumhaltigem, hochlegiertem Chromstahl zur thermischen Behandlung von Kohle und Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE756064C
Application number: DEI53584D
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Haeuber; Fritz Dr Winkler
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1935-11-09
Filing date: 1935-11-09
Publication date: 1953-11-09

Description

Vorrichtungen aus siliciumhaltigem, hochlegiertem Chromstahl zur thermischen Behandlung von Kohle und Kohlenwasserstoffen Bei der thermischen Behandlung von Kohle und Kohlenwasserstoften, insbesondere bei der Spaltung von Kohlenwasserstoffen und bei Polymerisationsreaktionen bei höherer Temperatur, besteht die Gefahr, daß sich im Reaktionsgefäß und in den Rohrleitungen Kohlenstoff abscheidet. Auch beim Verxn enden der üblichen Chromstähle als Baustoff für Vorrichtungen, in denen Kohlenwasserstoffe einer thermischen Behandlung unterworfen werden, besteht bei Anwendung hoher Temperaturen diese Gefahr, wenn auch in geringerem Maße.
Um diesen Mißstand zu beseitigen, wurde schon vorgeschlagen, die Vorrichtungen oder Teile davon nach der Formgebung mit Silicium in der Weise zu überziehen, daß man dieses in Pulverform einbrennt. In so hergestellten Apparaturen findet keine Koksbildung statt.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man bei der thennischen Behandlung von Kohle oder Kohlenwasserstoffen die Kohleabscheidung in einfacher Weise verhindern kann, wenn man die mit den heißen Ausgangsstoffen oder Umsetzungsprodukten in Berührung kommenden Vorrichtungen oder deren Oberflächen aus einem hochlegierten Chromstahl herstellt, der einen Siliciumgehalt von mehr als 1 O/o, vorteilhaft bis 30/0 hat.
Beim Arbeiten in Vorrichtungen aus solchen Legierungen wird die Kohlenstoffabscheidung vollständig vermieden. Die - Legierung verliem jedoch diese überraschende und wichtige Eigenschaft, wenn der Siliciumgehalt unter 1% sinkt. Außer Eisen. Chrom und Silicium braucht die Legierung kein anderes Metall zu enthalten; es können jedoch die im Stahl oft vorkommenden Metalle, z. B. Mangan, Nickel, Molybdän, Wolfram, Titan oder Kohlenstoff. in den üblichen kleinen Mengen vorhanden sein.
Vorrichtungen aus dem beschriebenen Stahl eignen sich für die verschiedensten thermischen Reaktionen von Kohlen oder Kohlenwasserstoffen, z. B. für trockene Destillation fester Brennstoffe. Spalten oder Polymerisieren von Kohlenwasserstoffen in flüssiger und besonders in gasförmiger Phase in einer oder mehreren Stufen bei gewöhnlichem, erhöhtem oder vermindertem Druck in An- oder Abwesenheit von Katalysatoren. Gasen oder anderen Zusätzen. In erster Linie kommen die siliciumhaltigen Chromstahllegierungen in Frage für Vorrichtungen, in denen bei hohen Temperaturen. z. B. bei 500 bis 800° und höher. gearbeitet werden soll. da bei so hohen Temperaturen Störungen durch Kohlenstoffabscheidungen besonders leicht eintreten.
Verwendet man als Werkstoff für eine Spaltvorrichtung statt eines Chromstahls mit mehr als 1% Silicium einen bekannten siiiciumhaltigen Chromstahl von im übrigen gleicher Zusammensetzung mit weniger als 1% Silicium, so gelingt es nur auf kurze Zeit, die Kohlenstoffabscheidung zu verhindern.
Feinschliffbilder der Stähle vor und nach der Verwendung bei der Spaltung von Kohlenwasserstoffen zeigen deutlich die Überlegenheit der siliciumreicheren Stähle. Bei einem Stahl mit etwa 30% Chrom. 0.22% Nickel und 0.08% Silicium zeigt der Feinschliff nach der Benutzung eine starke Aufkohlung. während iie Schliffe lei einem Stahl nach der Erfindung mit etwa 30% Chrom, 0.25% Nickel und 1.30% Silicium vor und nach einer gleich langen Benutzung praktisch gleich sind.
Die Form der Reaktionsgefäße kann beliebig sein; als zweckmäßig haben sich Rohre mit kreisrundem oder rechteckigem Querschnitt erwiesen. Falls in die Reaktionsgefäße Füllkörper eingebracht werden. so können letztere ebenfalls aus dem beschriebenen siliciumhaltigen Stahl bestehen.
Beispiel Durch ein etwa 5 m langes Rohr aus Chromstahl (Zusammensetzung: 30 bis 31% Chrom, etwa 67 bis 68% Eisen, 1,39% Silicium, Rest Verunreinigungen u. dgl.) von etwa 20 mm lichter Weite, das in eine Spaltvorrichtung aufrecht stehend eingebaut ist und nach dem Wälzgasverfahren durch Feuergase unmittelbar beheizt wird, so daß diese in der Mitte etwa 840°, am oberen Ende 810°, am unteren Ende 790° zeigen, werden stündlich Soo l auf etwa 300 vorgewärmtes Propangas (Propangehalt etwa 95 %) geleitet.
Dabei werden etwa 1,6 cbm eines Endgases von folgender Zusammensetzung erhalten: 10 Volumprozent höhere Olefine, 28 Volumprozent C2H4, 15 Volumprozent H2, 6 Volumprozent Methan-Homologe, 41 Volumprozent CH4. Daneben werden je Kubikmeter eingeführtes Propangas etwa 30 g leichtsiedendes. an Benzol reiches Produkt erhalten, von dem etwa 95% bis 2000 sieden.
Nach einem mehrere Wochen dauernden Betriebe war keine Kohlenstoffbildung und keine Änderung der Endgaszusammensetzung festzustellen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Vorrichtungen aus siliciumhaltigem, hochlegiertem Chromstahl zur thermischen Behandlung von Kohle und Kohlenwasserstoffen, insbesondere zur Spaltung und bzw. oder Polvmerisation bei hohen Temperaturen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den heißen Ausgangsstoffen oder Umsetzungsprodukten in Berührung kommenden Vorrichtungen oder deren Oberflächen aus einem hochlegierten Chromstahl mit einem Siliciumgehalt von mehr als 1% bestehen.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Österreichische Patentschrift Nr. 131 135; französische Patentschrift Nr. 764 429; britische Patentschrift Nr. 425 073; USA.-Patentschriften Nr. 1 454 464.

1 640 349, 1 949 631; »Petroleum«. Bd. 31 (1935), Nr. 14. S. 15; @Ind. Engineering Chem.«. Bd. 26 (1934).

S. 309.