JPH02107328A - 内部絶縁材を有する反応容器及び改良絶縁ライニング - Google Patents

内部絶縁材を有する反応容器及び改良絶縁ライニング

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JPH02107328A
JPH02107328A JP1228448A JP22844889A JPH02107328A JP H02107328 A JPH02107328 A JP H02107328A JP 1228448 A JP1228448 A JP 1228448A JP 22844889 A JP22844889 A JP 22844889A JP H02107328 A JPH02107328 A JP H02107328A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、容器の内部絶縁材における改良に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕金属製
容器においてガスに浮遊した例えば触媒又はコークスの
ような固体が比較的高い温度条件で接触させられ又は反
応させられるプロセスでは、容器の金属壁を処理温度か
ら遮断するためにも金属壁を容器内で処理される物質の
腐食又は浸食作用から保護するためにも、容器の内側を
適当な耐火性材料でライニングするのが通常である。
そのような「冷い壁」の反応容器に絶縁用ライニングを
取付けるためにはいくつかの慣用的な方法がある。一つ
の方法は、金属アンカー、接着剤又は同様のもので容器
の内壁へプレキャスト又は成形された耐火れんがのライ
ニングを固定する方法である。もう一つの方法は、容器
内の所定位置にキャスタブル耐火ライニングをキャスト
又は吹付ける方法である。
これらの方法はいずれも、多数の理由で完全に申し分の
ないものであるとは証明されていない。
容器の壁と耐火ライニングとの熱膨張率の差異の結果と
して、しばしばライニングに割れが生じ、そしてそれが
反応器の熱サイクルの間に壁から分離してそれに伴い容
器から熱が失われ、且つ高温ガス及び浸食性固体が容器
の壁に近寄ってくる。
その結果として、ライニングは、材料及び労働者の点か
ら、且つまた反応容器の停止時間のために生産が低下す
る点から、損失の大きい補修を必要とする。
それゆえに、耐火ライニングを必要とする容器にそれら
を取付ける方法に改良を加えるために多数の試みがなさ
れてきた。例えば、米国特許第２３９８５４６号明細書
には、容器の壁から間隔をあけて位置する耐火ライニン
グからなる容器のライニング系が開示されている。壁と
ライニングとの間の空間には粒状の耐火材料が含まれて
いて、ライニングに割れを生じさせるであろう腐食性固
体が壁と接触するのを最小限にするのに役立っている。
米国特許第２９８２６２３号明細書には、スタッドによ
って容器の壁から間隔を保たれた金属の格子が包含され
る容器のための一体式の断熱ライニングが開示される。
この金属格子はそれに適用された二つのセメント層を有
し、第一のものは低密度の主断熱用セメントであって、
もう一方は高密度の耐摩耗性の外層である。
米国特許第４４９０３３３号明細書は、前もって適用さ
れた第一の絶縁層に第二の耐火性層を留めるのにセラミ
ックスのアンカーを使用する反応容器における二元絶縁
層を開示する。
米国特許第４４９０３３４号明細書には、円筒型反応器
の半球状部分の所定位置にセラミックス繊維のブランケ
ットを保持するのに湾曲したリブと網とを使用すること
が記載される。
従来よりも一層苛酷な条件で石油化学プロセスを処理す
る傾向があるので、冷い壁の反応容器で用いられるライ
ニング系を更に改良するのはなお一層重要である。経済
的条件を変えること及び生産性を増大させる必要性は、
反応容器のための改良されたライニング系を絶え間なく
探求させる付加的因子である。
それゆえに、冷い壁の容器のための耐熱性である改良さ
れた耐浸食性セラミックス絶縁ライニング系を提供する
ことが本発明の目的である。
他のライニング系よりも低い経費で取付けることのでき
る冷い壁の容器のための改良された耐浸食性セラミック
ス絶縁ライニングを提供することが、本発明のもう一つ
の目的である。
本発明のこれら及びそのほかの目的は、以下の説明を読
むことにより明らかとなろう。
〔課題を解決するための手段、実施例及び作用効果〕
簡単に述べれば、本発明は、ブランケットを剛化させ且
つ使用条件下で絶縁材料の浸食を減少させることのでき
る材料で含浸されたセラミックス繊維絶縁材の使用を企
図する。
図面、特に第１図を参照すれば、ガスの入口１４及び出
口１６並びに固体の人口１７及び出口１９を有する金属
外殻１２を包含するプロセス容器１０が示されている。
容器１０の内部には、触媒のような粒状物質の１又は２
以上の床を支持するため孔あきの板又はグリッド（図示
せず）が水平に配置されていても差支えない。容器１０
はまた、製品ガス流から固形物を分離するためのサイク
ロン（図示せず）を含んでいてもよい。
金属殻１２の内壁に例えば溶剤により留められているの
は、本発明の絶縁層１８をつなぎ留める複数の金属アン
カ一部材２２である。
第２図に示すように、本発明の絶縁層１８は高密度のセ
ラミックス繊維絶縁材２４からなり、そしてこの絶縁材
は繊維絶縁材２４を剛化させ且つそれを浸食から保護す
ることのできる材料２６で含浸されている。一般に、絶
縁材２４の密度は約６〜２４ｌｂ／ｆｔ’（９６〜３８
４　ｋｇ／ｍ”）の範囲・、好ましくは１２〜２！Ｗｂ
　／ｆｔ’　（１９２〜４００　ｋｇ／ｍ”）の範囲で
ある。
一般に、上記の繊維は直径が約２〜３１ａの範囲そして
長さが２〜１０インチ（５０，６〜２５４　ｍｍ）であ
って、予め定められた形に圧縮又は成形されている。
セラミックス繊維材料の中で、本発明の実施に有用なの
はアルミノケイ酸塩繊維である。−船釣に有用な材料の
シリカに対するアルミナの重量比は、およそシリカ１０
に対しアルミナ９０からおよそシリカ８０に対しアルミ
ナ２０までである。
モジュールパネルとして成形されたアルミノケイ酸塩セ
ラミックス繊維絶縁材料の一例は、米国ジョーシア州オ
ーガスタ（Ａｕｇｕｓｔａ）のバブコック゛アンド・つ
４／Ｌ’、：］ックス社（Ｂａｂｃｏｃｋ　ａｎｄ　Ｗ
ｉｌｃｏｘ）によりパイロ−ブロック（Ｐｙｒｏ−Ｂ　
１ｏｃ）の商標で市販されるアルミノケイ酸塩製品であ
る。
セラミックス繊維絶縁材２４が当該絶縁材を剛化させ且
つそれを使用条件下で浸食から保護することのできる材
料２６で含浸されるというのが、本発明の特に重要な特
徴である。絶縁材に含浸させるのに特に好ましい薬剤に
は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム及びシリカが含
まれる。これらは、水性分散液又はコロイドゾルとして
最もよく適用へ適用される。これらの薬剤は、絶縁材系
を容器の壁へ取付ける前に適用してもあるいはその後で
適用してもよい。一般に、セラミックス繊維絶縁材１　
ｆｔ３当り約０．１ポンドから約１０ポンドまで（セラ
ミックス繊維絶縁材１　ｍｓ当り約１．６ｋｇから約１
６０　ｋｇまで）の薬剤、好ましくは繊維１　ｆｔ３当
り約２ポンドから約６ポンドまで（繊維１　ｍ＋当り約
３２ｋｇから約９６ｋｇまで）の薬剤を供給するのに十
分なだけの薬剤を使用する。薬剤は約４０％の固形分を
含有する液体分散系として最もよく適用されるので、好
ましく使用される分散液の量は、セラミックス繊維ｌ　
ｆｔ’　当りに約５ポンドから約１５ポンドまで（セラ
ミックス繊維１ｍ”当りに約８０ｋｇから約２４０　ｋ
ｇまで）の分散液が吸収されるような量である。液状薬
剤を絶縁材へ適用後、絶縁材は任意の都合のよい手段に
より乾燥させることができる。実際には、絶縁材が取付
けられた容器の運転を最初に開始する間に絶縁材をすっ
かり乾燥させるのが一番便利であり且つ実用的である。
任意的に且つ好ましくは、剛化剤は、カリウム及びナト
リウムの硫酸塩及びリン酸塩のような湿潤分散剤で改質
される。一般には、約０．０１重量％〜約５．０重量％
、好ましくは約０．５〜１．０重量％の湿潤分散剤が、
剛化剤をセラミックス繊維へ適用する前に剛化剤に加え
られる。
先に示したように、セラミックス材料の成形パネル又は
形材（ｓｅｃｔｉｏｎｓ）を被覆してセラミックス絶縁
材モジニールを供給する。典型的には、そのようなセラ
ミックス繊維絶縁材モジュールの大きさは約１ｆｔ”　
〜約４ｆｔ２（約０．０９ｍ’〜約０．３７ｍ”）の範
囲にわたり、厚さは約２インチル約８インチ（約５１１
ｎｆ１１〜約２０３　ｍｍ）の範囲である。
セラミックス繊維の密度が１２Ａｂ　／ｆｔ’　（１９
２ｋｇ／ｍ′）であってセラミックス繊維１　ｆｔ’当
り１２ポンド（セラミックス繊維１　ｍ’当り１９２ｋ
ｇ）の水性コロイドシリカ剛化剤で含浸されたセラミッ
クス繊維絶縁材モジニールの絶縁能力を、熱線技術（ｈ
ｏｔ　ｗｉｒｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）すなわち日本規
格協会のＪＩＳ　Ｒ２６１８−１９７９を使用して代表
的なキャスタブル耐火ライニングの断熱特性と比較した
。薬剤で処理したセラミックス繊維は、熱伝導率が代表
的なキャスタブル耐火材料よりも約り５％小さいことが
分った。熱伝導率の低下に伴って減少した熱損失をグラ
フにより第３図に示す。基本的に、このグラフは、本発
明の絶縁材料は同等の厚さの代表的なキャスタブル耐火
ライニング材料と比較した場合に熱損失の５０〜６０％
の減少を示すということを証明する。
実験室での試験によって、上で述べたのと同じ濃度のコ
ロイドシリカ剛化剤を含浸させたセラミックス繊維は従
来の容器ライニングキャスタブルに匹敵する耐浸食性を
有することも証明された。
これは、ＳｉＣグリッドの量を１２５ｇに減らしたＡＳ
ＴＭ　Ｃ７０４の浸食試験により測定した。同じ試験に
おいて、剛化剤で処理されていないセラミックス繊維材
料は完全に破壊された。
本発明の絶縁材のモジニール設計は、容易に取付けられ
、そしてもちろん、キャスタブルライニング系が必要と
する硬化及びすっかり乾かすのを必要としない。更に、
本発明のセラミックス繊維ライニング系を取付けるのに
特別な装置は不要である。
ここでは本発明の原理の応用を例示するために本発明の
特定の態様を詳しく示しそして説明してきたが、そのよ
うな原理から逸脱することなしにそれとは別に本発明を
具体化し又は実施することができるということが理解さ
れよう。詳しく言えば、出願人らはプロセス容器の環境
での本発明を例示することを選んではいるけれども、本
発明は、金属表面を高温と、絶縁層がなければその金属
表面と接触するであろう浸食性又は腐食性物質とから保
護するため金属表面に隣接して絶縁層を用意しておくこ
とが必要な、例えば循環配管や頭上配管のような他の環
境において実施することができる、ということを当業者
は躊躇なく認めよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のセラミックス繊維ライニング系を使
用する反応容器の垂直断面図である。 第２図は、本発明の絶縁ライニングの一部分の拡大断面
図である。 第３図は、本発明のライニングの絶縁特性をキャスタブ
ル耐火ライニングと比較して示すグラフである。 図中、１０はプロセス容器、１２は金属外殻、１８は絶
縁層、２２はアンカ一部材、２４はセラミックス繊維絶
縁材、２６は含浸材料。 製品ガス出口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、内壁に留められた絶縁材を有する種類の反応容器に
    おいて、当該絶縁材がセラミックス繊維材料を含んでな
    り、そしてこのセラミックス繊維材料が該繊維材料を剛
    化させ且つ使用条件下でブランケットの浸食を減少させ
    ることのできる薬剤で含浸されていることを特徴とする
    反応容器。 ２、前記セラミックス繊維材料がアルミノケイ酸塩の繊
    維である、請求項１記載の反応容器。 ３、前記セラミックス繊維材料の密度が約６ｌｂ／ｆｔ
    ＾３（９６ｋｇ／ｍ＾３）から約２５ｌｂ／ｆｔ＾３（
    ４００ｋｇ／ｍ＾３）までの範囲内である、請求項２記
    載の反応容器。 ４、前記アルミノケイ酸塩繊維のシリカに対するアルミ
    ナの比がおよそ９０：１０からおよそ２０：８０までで
    ある、請求項３記載の反応容器。 ５、前記繊維の密度が約１２ｌｂ／ｆｔ＾３（１９２ｋ
    ｇ／ｍ＾３）から約２５ｌｂ／ｆｔ＾３（４００ｋｇ／
    ｍ＾３）までである、請求項４記載の反応容器。 ６、前記セラミックス繊維材料がケイ酸ナトリウム、ケ
    イ酸カリウム及びコロイドシリカからなる群より選択さ
    れた薬剤で含浸されている、請求項３記載の反応容器。 ７、前記セラミックス繊維材料がセラミック繊維１ｆｔ
    ＾３当り約０．１ポンドから約１０ポンドまで（セラミ
    ック繊維１ｍ＾３当り約１．６ｋｇから約１６０ｋｇま
    で）の前記薬剤で含浸されている、請求項６記載の反応
    容器。 ８、前記セラミックス繊維材料がセラミック繊維１ｆｔ
    ＾３当り約２ポンドから約６ポンドまで（セラミック繊
    維１ｍ＾３当り約３２ｋｇから約９６ｋｇまで）の前記
    薬剤で含浸されている、請求項７記載の反応容器。 ９、密度が約６〜約２５ｌｂ／ｆｔ＾３（約９６〜約４
    ００ｋｇ／ｍ＾３）であるアルミノケイ酸塩のセラミッ
    クス繊維材料の予め成形された形材（ｓｅｃｔｉｏｎｓ
    ）であって、当該繊維材料を剛化させ且つ使用条件下で
    当該繊維材料の浸食を減少させる十分なだけの量の、ケ
    イ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、コロイドシリカ及び
    それらの混合物から選択された薬剤で含浸されたものを
    含んでなる、冷壁タイプの反応容器のための改良絶縁ラ
    イニング。 １０、前記薬剤が前記繊維１ｆｔ＾３当り約０．１ポン
    ドから約１０ポンドまで（前記繊維１ｍ＾３当り約１．
    ６ｋｇから約１６０ｋｇまで）の範囲の量で存在してい
    る、請求項９記載の改良絶縁ライニング。
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