[发明专利]催化涂层、其制备方法及其用途

说明书

本发明涉及涂层。此涂层可以例如催化碳的气化。在一些实例中，此涂层包含：具有第一个厚度的第一个区域，所述第一个区域包含氧化锰、氧化铬锰或其组合，和包含CaWO₄、Ba₃Y₂WO₉或其组合；具有第二个厚度的第二个区域，所述第二个区域包含X₆W₆Z、XWZ或其组合，其中X独立地是Ni或是Ni和一种或多种过渡金属的混合物，并且Z独立地是Si、C或其组合。在一些实例中，涂层还包含稀土元素、稀土氧化物或其组合。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月29日递交的美国临时申请No.62/368,279的优先权益，将此申请的内容全部引入本文以供参考。

背景技术

从材料角度而言，自从初期工业化以来，除了发展在更高的温度以及总体更大的裂化严苛性下操作之外，通过烃的水蒸气热解制备烯烃的工艺并没有明显变化。在过去60多年中，已经在合金组成和性能方面开发工艺容纳装置或炉旋管以耐受更高的温度和降低进料停留时间。这已经导致在旋管表面上增加不需要的或负面的催化反应和其它基于碳的结焦机理，以及从裂化工艺的自由基链反应形成一定量的无定形或气相碳；例如通过表面催化的“丝状”结焦物和从气相反应累积无定形焦炭，导致碳或焦炭的积累。总体而言，这些结焦机理降低了炉和设备的效率，并显著增加炉的维护成本。

概述

本发明涉及涂层。在一些实例中，涂层包含：具有第一个厚度的第一个区域，所述第一个区域包含氧化锰、氧化铬锰或其组合，和可以包含CaWO₄、Ba₃Y₂WO₉或其组合；具有第二个厚度的第二个区域，所述第二个区域包含X₆W₆Z、XWZ或其组合，其中X独立地是Ni或是Ni和一种或多种过渡金属的混合物，并且Z独立地是Si、C或其组合；和稀土元素、稀土氧化物或其组合。过渡金属可以包含例如Fe、Nb、Cr、Co、Mn、Ti、Mo、V或其组合。在一些实例中，第二个区域包含3-15重量％的Mn(例如7-15重量％)。在一些实例中，第二个区域包含1-10重量％的Si(例如3-10重量％，5-10重量％)。此涂层可以例如催化碳的气化。

本发明还涉及涂层，其包含：具有第一个厚度的第一个区域，所述第一个区域包含氧化锰、氧化铬锰或其组合，和可以包含CaWO₄、Ba₃Y₂WO₉或其组合；和具有第二个厚度的第二个区域，所述第二个区域包含X₆W₆Z、XWZ或其组合,其中X独立地是Ni或是Ni和一种或多种过渡金属的混合物，并且Z独立地是Si、C或其组合，并且其中第二个区域包含7-15重量％的Mn和5-10重量％的Si。过渡金属可以包含例如Fe、Nb、Cr、Co、Mn、Ti、Mo、V或其组合。在一些实例中，涂层可以还包含稀土元素、稀土氧化物或其组合。此涂层可以例如催化碳的气化。

稀土元素、稀土氧化物或其组合可以包含例如Ce、La、Y、Pr或其组合。在一些实例中，稀土元素包含Y。在一些实例中，稀土氧化物包含CeO₂、La₂O₃、Y₂O₃、Pr₂O₃或其组合。第一个区域可以例如包含0.1-3重量％的稀土元素、稀土氧化物或其组合(例如1-3重量％，1.5-3重量％，或0.3-1.5重量％)。

在一些实例中，第二个区域包含6-8重量％的Si。在一些实例中，第二个区域包含9-15重量％的Mn(例如12-15重量％)。

第一个区域的厚度可以例如是2-20微米(例如4-15微米，5-12微米，6-10微米，或7-9微米)。第二个区域的厚度可以例如是200-1200微米(例如200-1000微米；300-700微米；200-500微米；或350-500微米)。