[发明专利]壁的抗腐蚀涂层的形成方法、抗腐蚀涂层及其用途

说明书

本发明涉及壁的抗腐蚀涂层的形成方法，所述涂层通常包括固体材料。还涉及抗腐蚀涂层，尤其是用该方法获得的抗腐蚀涂层以及该涂层的用途。

本发明具体涉及旋风分离器的壁的抗腐蚀涂层的形成方法，所述旋风分离器为用于分离并回收被流体夹带的固体颗粒的设备。

更准确地，本发明涉及在金属壁上形成抗腐蚀涂层的方法、用该方法获得的抗腐蚀涂层，以及这样的涂层在其施涂于旋风分离器的内壁上时的用途，其通常用于精炼和石油化学领域，特别是用于流化床催化裂化(FCC)设备中。

在本说明书的下文中，将更具体地参考FCC的这种应用，但是作为本发明主题的所述方法适用于所有类型的固体壁而无论其形状如何，所述方法用于在所述固体壁上施加保护以避免例如由于流体夹带的固体颗粒高速撞击固体壁或者更一般地由于对固体壁的所有类型的撞击(不管其来源如何)而导致的破坏性腐蚀。

流化床催化裂化(FCC)是常用于炼油厂的化学工艺，其目的是将例如源自石油真空蒸馏的长链烃的重馏分转化为较轻的且更高级的馏分。与特定催化剂的存在相关的高温以及相对于大气压力的稍微过压使得可以裂化(破裂)大的烃分子，用以产生较小分子，这在例如石油产品生产链中代表质量显著提高。

通常使用的催化剂是具有保持在非晶氧化硅-氧化铝基质中的稀土阳离子取代的沸石。由于其粒子的极小尺寸(约50微米的数量级)，因此所述催化剂可以在FCC中处于“流体”或“准流体”运动中。

在FCC工艺中，将待处理的进料和催化剂一起引入温度可达数百摄氏度如500℃的反应器中。化学反应期间形成的流出物在位于反应器上部的一个或多个旋风分离器中除去所夹带的催化剂，然后进入分馏柱。

在FCC的反应器中发生的化学反应导致在催化剂上形成焦炭沉积物。这使得该催化剂有必要连续再生。为此，在FCC中向再生器连续提供结焦催化剂流，向所述再生器中吹入温度为约700℃的燃烧空气以烧掉焦炭。然后，可被归类为一种新催化剂的由此再生的催化剂在反应器进口处被再次注入新鲜进料中。

正是催化剂再生的这种连续的流体运动使得该工艺被命名为FCC工艺。

尽管在再生器的底部连续移出不含焦炭的催化剂，但是在所述再生器的顶部出口处存在由特别是含有二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)和一氧化碳(CO)的燃烧气体所夹带的不可忽略量的所述催化剂的固体颗粒。接着，在能量回收单元中通过各种手段处理这种燃烧气体以降低其温度，然后将其经由烟囱排出。极为重要的是，使催化剂颗粒几乎完全地、实际完全地从该燃烧气体中消失，这需要在再生器的顶部出口处存在适于分离和回收这些颗粒的设备。以与反应器中在裂化反应期间形成的流出物中分离催化剂颗粒相同的方式，在再生器中使用至少一个旋风分离器，优选与两个副旋风分离器串联安装的两个主旋风分离器，以分离和回收燃烧气体中含有的催化剂颗粒。

因此，这些旋风分离器在催化裂化过程中，特别是在离开反应区的流出液的质量和/或处理离开再生器的燃烧气体方面具有主要作用，从而在后一种情形中可以确保这种燃烧气体从烟囱排出时由催化剂造成的污染非常低或者甚至是零污染。

在FCC中，作为静态设备的某些旋风分离器可以分离和回收由气流夹带的催化剂的固体颗粒并且基于双涡流原理起作用，这可能存在受到腐蚀的问题。实际上，它们的金属壁持续遭受这些具有可观能量的颗粒的碰撞，因而可能发生腐蚀现象，并且在极端情况下，在旋风分离器的工作期间，导致构成其的钢例如不锈钢304H穿孔。

实际上，不希望受到该理论的限制，在该旋风分离器中，负载有颗粒的气体可能以可达到每秒钟几十米例如15m/s到30m/s的速度到达所述旋风分离器的进口(专业上称为“耳”或“口”)处，这是由于旋风分离器的几何形状形成为催化剂的固体颗粒对内壁的各种碰撞提供能量的涡流，从而造成不期望的腐蚀，特别是在旋风分离器的口中、在旋风分离器体上、灰斗以及甚至料腿处造成不期望的腐蚀。这种腐蚀可以导致一个或更多个穿孔。

旋风分离器的壁的穿孔可对FCC的运行造成重大扰乱，首先导致催化剂固体颗粒向大气的不期望的排放，这最后可能导致有必要停止FCC。

在现有技术中已经提出了解决方案，其目的是通过为这些内壁提供特定的抗腐蚀涂层，来延缓、尽可能减小或真正避免对旋风分离器内壁的这种腐蚀。