[发明专利]在金属表面沉积硅的工艺中促进硅化合物分解的方法

说明书

本发明涉及促进有机硅化合物分解的方法以便在金属表面沉积硅。

在制造烯烃化合物的工艺中，是把含有饱和烃如乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、石脑油或其混合物流体的物流通入高温裂解炉(或热解炉)进行裂解。通常，将某种稀释流体如水蒸汽与烃类进料混合后一同加入裂解炉。

在裂解炉中，饱和烃转变成烯烃化合物。例如，把乙烷通入裂解炉，它转变成乙烯以及相当大数量的其它多种烃化合物。把丙烷通入裂解炉，它转变成乙烯和丙烯，以及相当大数量的其它多种烃化合物。类似地，含有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和石脑油的饱和烃混合物则转变成含乙烯、丙烯、(各种)丁烯、(各种)戊烯，和萘的烯烃混合物。烯烃化合物是一类重要的化工原料。例如，乙烯是制造聚乙烯的单体或共聚单体。烯烃化合物还具有专业人员所熟悉的其他各种用途。

随着裂解炉的运行，在裂解炉中会产生一种叫做“焦炭”的半纯碳。在对来自裂解炉的气态混合物进行冷却的热交换器中也有焦炭生成。焦炭的形成通常是气相中的均相热反应(热致焦化)和气相中的烃同裂解管或热交换器金属壁之间的非均相催化反应(催化焦化)共同作用的结果。

焦炭常在与进料物料流接触的裂解管金属表面以及在与来自裂解炉的气态物料流接触的热交换器金属表面生成。但是，应该考虑到在连接管和在高温下暴露于烃中的其他金属表面也会产生焦炭。因此，本文所指的“金属”就是指在裂解系统的设备中暴露于烃中且易发生焦炭沉积的所有金属表面。

一个裂解炉的常规运作过程是定期停车来(烧毁)清除沉积的焦炭。这一停车时间造成生产效率的大量损失。另外，焦炭是极好的热绝缘体。这样，在焦炭沉积后，为了保持裂解区气体温度达到设定值就需要更高的炉温。更高的炉温增加了燃料消耗并会明显地缩短管道的寿命。

在抑制或减轻金属表面形成焦炭方面，已有一些专业人员所知晓的方法。例如。在在美国专利U.S.No.4692234中公开的一种减轻裂解系统金属表面焦炭形成的方法是用含有锡和硅的防污剂对这些金属表面进行处理。在对裂解系统的设备金属表面实施处理时所存在的问题是，不能用硅对金属表面进行适当的涂覆。这种涂覆可减少烯烃裂解系统金属表面的积炭。在处理金属表面时，在给定温度下某种有机硅化合物与金属表面接触发生转化并在其表面沉积一层硅。由于裂解炉内存在温度分布，还必须降低有机硅化合物的分解温度。

因此，本发明的一个目的是提供一仲促进有机硅化合物分解的方法以便强化或改善硅在裂解系统设备金属表面的沉积。

本发明的另一目的是提供一种调节机硅化合物分解温度的方法以便改善硅在裂解糸统设备金属表面沉积的效果。

本发明提供了一种促进有机硅化合物分解的方法，这种有机硅化合物具有特定的分解温度，在此温度下利用这一有机硅化合物在金属表面，特别是在裂解糸统设备的金属表面进行硅的沉积时可以达到特定的分解百分率。这种方法包括把有机硅化合物与一定量的分解促进剂有机锡化合物掺和，在此用量下可有效地降低有机硅化合物的分解温度。在分解温度降低后，有机硅的分解百分率仍可保持与未使用有机锡分解促进剂而单独使用有机硅化合物的分解百分率大致相同。用有机硅和分解促进剂有机锡化合物的混合物处理金属表面即可在此表面沉积硅，而处理温度低于单独使用有机硅所需要的温度。

本发明的其它目的和优点将在以下的叙述和权利要求以及附图的详细说明中得到体现，其中：

图1给出了不同分解温度下有机硅化合物的转化率同防污剂中锡元素与硅元素重量比值的关系曲线。

本发明是一种促进有机硅化合物分解或转化的方法，尤其是针对把有机硅用作一种裂解炉中管道的防污剂，并在管道金属表面沉积一层硅的场合。出乎预料地发现当有机锡分解促进剂存在时，有机硅的分解温度有所降低。

有机锡分解促进剂存在时的反应机理尚不清楚。在有机硅中加入育机锡所获得的非预期益处已得到实验验证，尽管对有机锡的存在会降低有机硅的分解温度还不能做出清楚的解释。不过，从本说明书来看，使用有机锡分解促进剂可以促进有机硅的分解或转化却是十分清楚的。