[发明专利]模制绝热体

说明书

本发明提供了模制绝热体、用于生产该模制绝热体的方法及该模制绝热体的用途。所述模制绝热体基本上由包括SiO₂纤维和Al₂O₃纤维的陶瓷材料构成，所述模制绝热体采用Al₂O₃溶胶作为粘合剂且在高于800℃的温度下窑烧而制成，以对用于进行生成合成气的蒸汽重整工艺的管式反应器的裂解管的端部进行绝热，所述端部突出到反应器的加热空间外。

技术领域

本发明涉及自支撑模制绝热体以及由包括SiO₂纤维和Al₂O₃纤维的陶瓷材料生产该自支撑模制绝热体的方法。本发明还涉及该自支撑模制绝热体用作进行蒸汽重整工艺的管式反应器的裂解管管道中的绝热材料的用途。

背景技术

由包括SiO₂纤维和Al₂O₃纤维的陶瓷材料制成的自支撑模制绝热体是已知的。它们常常用在用于进行蒸汽重整工艺的管式反应器的裂解管管道中。

这样的蒸汽重整工艺及其中使用的管式反应器被用于将气态烃和蒸汽转化为主要由一氧化碳和氢气构成的合成气。它们本身是已知的，并且原理上描述在例如乌尔曼工业化学百科全书(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)、第六版、第15卷、“气体生产(Gas Production)”、2.2章中。这些管式反应器基本上由加热空间组成，多个所谓的裂解管垂直通过所述加热空间并被加热。裂解管填充有对于固定床形式的重整反应来说有活性的催化剂。使工艺气体(即用于蒸汽重整工艺的反应物和产物气体)通过裂解管。裂解管的端部在例如顶部和底部从管式反应器的加热空间突出，并且通常设置有绝热物，以防止热量损失和对操作者的灼伤。

所使用的绝热材料通常是以带或垫呈现的基于SiO₂和Al₂O₃的纤维材料，因此绝热物的安装和拆卸是复杂和不方便的。更为方便的是，使用更容易安装和拆卸、具有足够使用寿命且可以任选地重复利用的尺寸稳定的模制绝热体。这样的模制绝热体还应特别使用在裂解管内侧的绝热物中，即作为内部绝热物，以保护设备零件的内表面免受促进所谓的金属尘化腐蚀的温度。

粘合剂的使用在足够的使用寿命方面起着重要的作用。在实践中已经发现，当使用含SiO₂粘合剂和/或有机粘合剂时，由此制造的绝热体在蒸汽重整的工艺条件下仅获得不足够的使用寿命。由于绝热物经受的高的工艺温度和工艺气体中的高蒸汽含量，迄今为止使用的这些粘合剂被从陶瓷材料中排除，导致其失去其稳定性并瓦解。

专利说明书US 8,986,598 B2描述了由耐火尖晶石-SiC复合材料生产模制体的方法。这个方法使用Al₂O₃溶胶作为粘合剂。所包含的组分是用于蒸汽重整的非典型绝热介质。

专利公开DE 602 22 841 T2描述了成形的陶瓷基质复合物零件的生产，其中基质由金属氧化物例如氧化铝的胶体悬浮液组成，氧化铝颗粒被混合进该胶体悬浮液中。然后，通过在815℃和1260℃之间的温度下施加真空和窑烧来除去挥发性组分。

这两份公开均没有提及使用基于SiO₂和Al₂O₃的已证实的(proven)纤维材料，也没有提及上述材料用于生产用于蒸汽重整设备中的自支撑长期稳定的模制绝热体的用途。

因此，本发明解决的问题是提供一种用于蒸汽重整工艺的绝热材料/模制绝热体，其实现更长的使用寿命并且包括常用的组分。

发明内容