一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料及其製備方法

2023-09-12 02:33:15

一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料，其組成及重量份數為：氧化鈷15-20份、氧化鋯1-10份、氧化鋁3-10份、矽粉1-5份、碳化矽8-12份、氧化鉻3-7份、氧化錳0-8份、金剛砂0-5份、矽酸鈉2-10份、磷酸二氫鋁5-8份、石英粉1-5份、長石粉1-5份、五氧化二磷10-15份、鉻鐵礦0-3份、鋯英砂0-2份、氧化鈰0-1份、石墨粉1-4份、氧化硼0.5-1.0份、白土0.1-0.5份，其中，各固體組分的粒度不低於350目。本發明還公開了一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料的製備方法。採用本發明的反輻射無機塗料，能夠有效提高塗料耐高溫性能、抗熱震性能、加大輻射能的利用率、增強塗料與裂解爐內襯材料結合力。
【專利說明】一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料及其製備 方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬於反輻射無機塗料技術、尤其是涉及一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反 輻射無機塗料及其製備方法。

【背景技術】
[0002] 工業爐窯是我國耗能大戶，約佔總能耗的25-40%，而爐的平均熱效率僅為30% 左右，工業窯爐熱效率低是國內外普遍存在的問題。目前，輻射塗料作為爐窯中的一項節能 新技術，在窯爐內襯塗覆節能輻射塗料，將窯爐內熱量儘可能地輻射到被加熱的產品上，將 會充分利用能量，以達節能的目的。
[0003] 通常，陶瓷業、石油化工業使用的加熱爐多採用矽鋁耐火材料，這些材料抗熱震性 能差、耐磨性差，易脆化脫落，在窯爐升溫加熱時，大量熱量被吸收和散失，能量利用率極 低。
[0004] 近年來，節能耐高溫輻射無機塗料在窯爐的應用得到了廣泛的認可，但在乙烯裂 解爐上的應用則不太成功，原因在於裂解爐爐膛溫度過高，超過1200°c ;另一方面裂解爐存 在爐膛溫度頻繁急升急降的工況，塗層在此過程中容易出現龜裂、脫落，影響使用效果和使 用壽命。
[0005] 因此，提高塗料耐高溫性能、抗熱震性能、加大輻射能的利用率、增強塗料與裂解 爐內襯材料結合力是當前要解決的主要技術問題。


【發明內容】

[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機 塗料及其製備方法，能夠有效提高塗料耐高溫性能、抗熱震性能、加大輻射能的利用率、增 強塗料與裂解爐內襯材料結合力。
[0007] 為了解決上述技術問題，本發明採用如下的技術方案：
[0008] -方面，一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料，其組成及重量份數為： 氧化鈷15-20份、氧化鋯1-10份、氧化鋁3-10份、矽粉1-5份、碳化矽8-12份、氧化鉻3-7 份、氧化錳0-8份、金剛砂0-5份、矽酸鈉2-10份、磷酸二氫鋁5-8份、石英粉1-5份、長石 粉1-5份、五氧化二磷10-15份、鉻鐵礦0-3份、鋯英砂0-2份、氧化鈰0-1份、石墨粉1-4 份、氧化硼〇. 5-1. 0份、白土 0. 1-0. 5份，其中，各固體組分的粒度不低於350目。
[0009] 作為一個優選方案，其組成及重量份數為：氧化鈷18份、氧化鋯7份、氧化鋁9份、 矽粉2. 5份、碳化矽10份、氧化鉻4份、氧化錳3. 5份、金剛砂3份、矽酸鈉6份、磷酸二氫 鋁7. 5份、石英粉3份、長石粉3份、五氧化二磷13份、鉻鐵礦3份、鋯英砂1份、氧化鈰1 份、石墨2份、氧化硼0. 5份、白土 0. 2份，其中，各固體組分的粒度不低於350目。
[0010] 作為另一個優選方案，其組成及重量份數為：氧化鈷19份、氧化鋯4份、氧化鋁5 份、矽粉3份、碳化矽12份、氧化鉻6份、氧化錳4份、金剛砂4份、矽酸鈉5份、磷酸二氫鋁 5份、石英粉4份、長石粉3份、五氧化二磷16份、鉻鐵礦2份、鋯英砂0. 6份、氧化鈰0. 6 份、石墨3. 5份、氧化硼0. 7份、白土 0. 3份，其中，各固體組分的粒度不低於350目。
[0011] 另一方面，一種如乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料的製備方法，按上 述任一反輻射無機塗料的組分配比進行配料，經過打磨、浸泡、加溫反應、攪拌、混合、過濾、 裝桶得廣品。
[0012] 本發明的乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料及其製備方法，具有以下優 點如下：
[0013] 1、抗熱震性能優良、熱效率高、與窯爐內襯結合強度大，特別是料具有相當高的發 射率，能夠改善高輻射能譜的分布，大大提高了輻射能的利用率。
[0014] 2、具有很好的抗氧化性能，能對窯爐內部和加熱元件提供充分保護，達到延長爐 襯耐火材料及加熱元件壽命等目的
[0015] 3、投資少、見效快，不需對爐窯基體進行特殊的改造便可正常施工，且無毒無味、 無腐蝕性，社會效益和經濟效益都將十分可觀。

【具體實施方式】
[0016] 本發明的一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料，其組成及重量份數 為：氧化鈷15-20份、氧化鋯1-10份、氧化鋁3-10份、矽粉1-5份、碳化矽8-12份、氧化鉻 3-7份、氧化錳0-8份、金剛砂0-5份、矽酸鈉2-10份、磷酸二氫鋁5-8份、石英粉1-5份、 長石粉1-5份、五氧化二磷10-15份、鉻鐵礦0-3份、鋯英砂0-2份、氧化鈰0-1份、石墨粉 1-4份、氧化硼0. 5-1. 0份、白土 0. 1-0. 5份，其中，各固體組分的粒度不低於350目。
[0017] 在上述組分配比中，氧化鈷在耐高溫輻射塗料中起催化劑的作用，氧化鋯在塗料 中做添加劑用，其熔融溫度約為2900°C，可提高材料粘度和擴大粘度變化的溫度範圍，有較 好的熱穩定性，其含量為2% -3%時，能提高材料抗龜裂性能；還因它的化學惰性大，故能 提高材料穩定性和耐酸鹼能力，還能起到乳濁劑的作用。氧化鋁每克的內表面積高達數百 平方米，活性高吸附能力強，在塗料中做阻燃齊?、吸附齊?、催化劑和催化劑載體。加入氧化鈦 的塗料，色彩鮮豔，遮蓋力高，著色力強，對介質的物理穩定性可起到保護作用。特別是加入 了磷酸鹽、矽酸鹽能增強塗料膜的機械強度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過， 延長漆膜壽命。
[0018] 另外，本發明的反輻射無機塗料還具有很好的抗氧化性能，金剛砂具有很高的強 度及良好的抗氧化性能，在高溫下不變形，可增加耐火材料的抗氧化性能和抗衝刷性能，能 對窯爐內部和加熱元件提供充分保護，達到延長爐襯耐火材料及加熱元件壽命等目的。
[0019] 作為一個優選方案，本發明的反輻射無機塗料，其組成及重量份數具體為：氧化鈷 18份、氧化鋯7份、氧化鋁9份、矽粉2. 5份、碳化矽10份、氧化鉻4份、氧化錳3. 5份、金剛 砂3份、矽酸鈉6份、磷酸二氫鋁7. 5份、石英粉3份、長石粉3份、五氧化二磷13份、鉻鐵 礦3份、鋯英砂1份、氧化鈰1份、石墨2份、氧化硼0. 5份、白土 0. 2份，其中，各固體組分 的粒度不低於350目。
[0020] 作為另一個優選方案，本發明的反輻射無機塗料，其組成及重量份數具體為：氧化 鈷19份、氧化鋯4份、氧化鋁5份、矽粉3份、碳化矽12份、氧化鉻6份、氧化錳4份、金剛 砂4份、矽酸鈉5份、磷酸二氫鋁5份、石英粉4份、長石粉3份、五氧化二磷16份、鉻鐵礦2 份、鋯英砂0. 6份、氧化鈰0. 6份、石墨3. 5份、氧化硼0. 7份、白土 0. 3份，其中，各固體組 分的粒度不低於350目。
[0021] 本發明的一種如乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料的製備方法，是採用 按上述任一反輻射無機塗料的組分配比進行配料，並依次經過打磨、浸泡、加溫反應、攪拌、 混合、過濾、裝桶等步驟，最終獲得本發明的反輻射無機塗料產品。
[0022] 以下實施例用於具體說明本發明，然而不能將本發明理解為僅僅包括以下實施 例。
[0023] 實施例一
[0024] 塗料組分配比：
[0025] 氧化鈷18份、氧化鋯7份、氧化鋁9份、矽粉2. 5份、碳化矽10份、氧化鉻4份、氧 化錳3. 5份、金剛砂3份、矽酸鈉6份、磷酸二氫鋁7. 5份、石英粉3份、長石粉3份、五氧化 二磷13份、鉻鐵礦3份、鋯英砂1份、氧化鈰1份、石墨2份、氧化硼0. 5份、白土 0. 2份，各 固體組分粒度不低於350目。
[0026] 製備方法：
[0027] 按上述配方比列配料，經過打磨、浸泡、加溫反應、攪拌、混合、過濾、裝桶得該塗料 產品。
[0028] 經檢測，該塗料產品的物理性能如下：
[0029] 熱震穩定性：按JB/T3648. 1-1994標準，在1200°C X空冷條件下，不低於15次。
[0030] 耐火度：按 GB/T7322-2007 標準，不低於 1800°C。
[0031] 體積密度：按 YB/T5200-1993 標準，在 110°C X24h 條件下，2. 56g/cm3。
[0032] 線變化率：按GB/T5988-2007標準，在1450°C X3h，埋碳條件下，+0· 4%。
[0033] 實施例二
[0034] 塗料組分配比：
[0035] 氧化鈷19份、氧化鋯4份、氧化鋁5份、矽粉3份、碳化矽12份、氧化鉻6份、氧化 錳4份、金剛砂4份、矽酸鈉5份、磷酸二氫鋁5份、石英粉4份、長石粉3份、五氧化二磷16 份、鉻鐵礦2份、鋯英砂0. 6份、氧化鈰0. 6份、石墨3. 5份、氧化硼0. 7份、白土 0. 3份，各 固體組分粒度不低於350目.
[0036] 按上述配方比列配料，經過打磨、浸泡、加溫反應、攪拌、混合、過濾、裝桶得該塗料 產品。
[0037] 經檢測，該塗料產品的物理性能如下：
[0038] 熱震穩定性：按JB/T3648. 1-1994標準，在1200°C X空冷條件下，不低於16次。
[0039] 耐火度：按 GB/T7322-2007 標準，不低於 1850°C。
[0040] 體積密度：按 YB/T5200-1993 標準，在 110°C X24h 條件下，2. 55g/cm3。
[0041] 線變化率：按GB/T5988-2007標準，在1450°C X3h，埋碳條件下，+0· 4%。
[0042] 將實施例一、二所製備的反輻射無機塗料塗在用於試驗的爐體內部，使用溫度為 1100°C、1200°C、1300°C和1400°C的高溫處理。其噴塗方式，採用壓縮空氣為動力，噴塗壓力 為1. 0-1. 5kg. f/c m2,噴塗厚度彡1. 0毫米。
[0043] 熱輻射係數試驗結果如下表：
[0044]
【權利要求】
1. 一種乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料，其特徵在於，其組成及重量份數 為：氧化鈷15-20份、氧化鋯1-10份、氧化鋁3-10份、矽粉1-5份、碳化矽8-12份、氧化鉻 3-7份、氧化錳0-8份、金剛砂0-5份、矽酸鈉2-10份、磷酸二氫鋁5-8份、石英粉1-5份、 長石粉1-5份、五氧化二磷10-15份、鉻鐵礦0-3份、鋯英砂0-2份、氧化鈰0-1份、石墨粉 1-4份、氧化硼0. 5-1. 0份、白土 0. 1-0. 5份，其中，各固體組分的粒度不低於350目。
2. 根據權利要求1所述的乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料，其特徵在於， 其組成及重量份數為：氧化鈷18份、氧化鋯7份、氧化鋁9份、矽粉2. 5份、碳化矽10份、氧 化鉻4份、氧化錳3. 5份、金剛砂3份、矽酸鈉6份、磷酸二氫鋁7. 5份、石英粉3份、長石粉 3份、五氧化二磷13份、鉻鐵礦3份、鋯英砂1份、氧化鈰1份、石墨2份、氧化硼0. 5份、白 土 0.2份，其中，各固體組分的粒度不低於350目。
3. 根據權利要求1所述的乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料，其特徵在於， 其組成及重量份數為：氧化鈷19份、氧化鋯4份、氧化鋁5份、矽粉3份、碳化矽12份、氧化 鉻6份、氧化錳4份、金剛砂4份、矽酸鈉5份、磷酸二氫鋁5份、石英粉4份、長石粉3份、 五氧化二磷16份、鉻鐵礦2份、鋯英砂0. 6份、氧化鈰0. 6份、石墨3. 5份、氧化硼0. 7份、 白土 0.3份，其中，各固體組分的粒度不低於350目。
4. 一種如乙烯裂解爐輻射室內襯用的反輻射無機塗料的製備方法，其特徵在於，按如 權利要求1-3任一項中的反輻射無機塗料的組分配比進行配料，經過打磨、浸泡、加溫反 應、攪拌、混合、過濾、裝桶得產品。
【文檔編號】C09D5/33GK104109407SQ201410370688
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】張春雨 申請人:上海樂恆石油化工集團有限公司