Реактор из плакированной нержавеющей стали для непрерывного гетерогенного каталитического частичного дегидрирования по меньшей мере одного углеводорода и способ дегидрирования

Реактор из плакированной нержавеющей стали для непрерывного гетерогенного каталитического частичного дегидрирования по меньшей мере одного углеводорода и способ дегидрирования

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу непрерывного гетерогенного каталитического частичного дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода в газовой фазе, в соответствии с которым в реакционный объем, ограниченный контактирующей с реакционным объемом (материальной) огибающей (Е), которая обладает по меньшей мере одним первым отверстием для подачи в реакционный объем по меньшей мере одного исходного газового потока и по меньшей мере одним вторым отверстием для отбора из реакционного объема по меньшей мере одного газового потока продуктов реакции,

- непрерывно подают по меньшей мере один исходный газовый поток, содержащий по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород,

- по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород пропускают по меньшей мере через один находящийся в реакционном объеме слой катализатора, на котором происходит его частичное окислительное или неокислительное дегидрирование по меньшей мере до одного дегидрированного углеводорода с образованием реакционного газа, содержащего по меньшей мере один дегидрированный углеводород, непревращенный подлежащий дегидрированию углеводород, а также молекулярный водород и/или водяной пар, и

- из реакционного объема непрерывно отбирают по меньшей мере один газовый поток продуктов реакции.

Кроме того, настоящее изобретение относится к устройству для осуществления предлагаемого в изобретении способа, а также к способу частичного окисления по меньшей мере одного дегидрированного углеводорода.

Согласно изобретению под дегидрированными углеводородами подразумевают углеводороды, молекулы которых содержат по меньшей мере на два атома водорода меньше по сравнению с подлежащими дегидрированию углеводородами, причем с прикладной точки зрения предпочтительной является разница в две молекулы водорода. При этом под углеводородами подразумевают вещества, молекулы которых состоят только из атомов углерода и водорода.

Таким образом, дегидрированными углеводородами согласно изобретению прежде всего являются ациклические и циклические алифатические углеводороды с одной или несколькими углерод-углеродными двойными связями в молекуле.

Примером подобных алифатических дегидрированных углеводородов являются пропилен, изобутилен, этилен, 1-бутен, 2-бутен и бутадиен. То есть к дегидрированным углеводородам в первую очередь относятся однократно ненасыщенные неразветвленные алифатические углеводороды (н-алкены) или разветвленные алифатические углеводороды (например, изоалкены), а также циклоалкены.

Кроме того, к дегидрированным углеводородам следует отнести также алкаполиены (например, диены и триены), молекула которых содержит более одной углерод-углеродной двойной связи. К дегидрированным углеводородам следует отнести также углеводородные соединения, которые могут быть получены дегидрированием алкилзамещенных алкилароматических соединений, таких как этилбензол или изопропилбензол. Речь при этом идет о таких соединениях, как, например, стирол или α-метилстирол.

Дегидрированные углеводороды в общем случае представляют собой ценные исходные вещества для синтеза, например, способных к радикальной полимеризации функционализованных соединений (речь идет, например, о получаемой из пропилена акриловой кислоте или получаемой из изобутилена метакриловой кислоте и продуктах полимеризации этих кислот). Подобные функционализованные соединения можно получать, например, частичным окислением дегидрированных углеводородов. Однако дегидрированные углеводороды пригодны также для синтеза таких соединений, как метил-трет-бутиловый эфир (продукт превращения изобутилена, пригодный, например, в качестве присадки к топливам, используемой для регулирования их октанового числа). Кроме того, дегидрированные углеводороды можно использовать для полимеризации как таковые.

Согласно изобретению под подлежащими дегидрированию углеводородами прежде всего подразумевают ациклические и циклические алканы, а также олефины с подлежащим увеличению числом углерод-углеродных двойных связей (речь идет, например, о гетерогенном каталитическом частичном дегидрировании н-бутиленов до бутадиена).

Таким образом, под подлежащими дегидрированию углеводородами согласно изобретению подразумевают, например, углеводороды общей формулы C_nH_2n+2, в которой n означает целое число от 1 до 20, углеводороды общей формулы C_nH_2n, в которой n означает целое число от 1 до 20, а также углеводороды общей формулы C_nH_2н-2, в которой n означает целое число от 2 до 20, прежде всего алканы с 2-16 атомами углерода, например, такие как этан (превращаемый в этилен), пропан (превращаемый в пропилен), н-бутан, изобутан (превращаемый в изобутилен), н-пентан, изопентан, н-гексан, н-гептан, н-октан, н-нонан, н-декан, н-ундекан, н-додекан, н-тридекан, н-тетрадекан, н-пентадекан и н-гексадекан.

Однако настоящее изобретение в первую очередь относится к алканам с 2-6 атомами углерода в качестве подлежащих дегидрированию углеводородов и в особенности к углеводородам с 2-4 атомами углерода. Следовательно, подлежащими дегидрированию углеводородами согласно изобретению прежде всего являются этан, пропан, н-бутан и изобутан, а также 1-бутен и 2-бутен.

Способ получения дегидрированных углеводородов указанного в начале описания типа общеизвестен (см., например, международную заявку WO 03/076370, немецкую заявку на патент DE-A 102004032129, европейскую заявку на патент ЕР-А 731077, международные заявки WO 01/96271, WO 01/96270, немецкую заявку на патент DE-A 10316039, международные заявки WO 03/011804, WO 00/10961, европейскую заявку на патент ЕР-А 799169, а также немецкие заявки на патент DE-A 10245585, 102005061626, 102006017623 и 102006024901.1).

Способы получения дегидрированных углеводородов гетерогенным каталитическим частичным дегидрированием по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода в принципе можно разделить на две группы, к первой из которых относится окислительное, а ко второй неокислительное гетерогенное каталитическое частичное дегидрирование. Неокислительное гетерогенное каталитическое частичное дегидрирование углеводородов в отличие от окислительного дегидрирования протекает без участия кислорода. То есть водород отрывается от подлежащего дегидрированию углеводорода непосредственно в виде молекулярного водорода без его последующего по меньшей мере частичного окисления до воды посредством кислорода. Таким образом, неокислительное дегидрирование углеводорода всегда сопровождается эндотермическим эффектом. В отличие от этого при окислительном гетерогенном каталитическом частичном дегидрировании отрыв молекулярного водорода от подлежащего дегидрированию углеводорода происходит с участием кислорода. Подобный отрыв может сопровождаться непосредственным образованием воды [соответствующий процесс называют гетерогенным каталитическим окислительным дегидрированием (сокращенно оксидегидрированием), и он всегда сопровождается выделением тепла]. Однако сначала также может происходить отрыв водорода в виде молекулярного водорода (то есть аналогично упомянутому выше неокислительному, соответственно обычному дегидрированию), который затем может быть частично или полностью окислен кислородом до воды, причем соответствующий тепловой брутто-эффект в зависимости от полноты последующего сгорания водорода может быть положительным, отрицательным или нейтральным.

Общая особенность всех упомянутых выше способов гетерогенного каталитического частичного дегидрирования подлежащих дегидрированию углеводородов состоит в том, что их осуществляют при сравнительно высоких реакционных температурах. Типичная реакционная температура может быть выше 250°С, зачастую выше 300°С, часто выше 350 или 400°С, соответственно выше 450 или 500°С.

Вместе с тем в случае долговременного непрерывного гетерогенного каталитического частичного дегидрирования по мере продолжения соответствующего производственного процесса обычно возникает необходимость в повышении реакционной температуры, что позволяет поддерживать степень дегидрирования, достигаемую при однократном пропускании исходного углеводорода через реакционный объем, на первоначальном уровне. Указанное обстоятельство обычно обусловлено тем, что по мере эксплуатации катализаторов дегидрирования происходит их все более интенсивное деактивирование. Таким образом, даже при постоянно повторяемом временном прекращении непрерывного производственного процесса, целью которого является восстановление первоначальной активности катализаторов (регенерация) за счет реализации соответствующих технических мероприятий (согласно изобретению подобный режим также считается непрерывным), достичь первоначальной активности катализаторов, падающей по мере продолжения производственного процесса, становится все труднее и труднее. Соответствующее повышение реакционной температуры позволяет противодействовать подобному снижению активности. Однако повышение реакционной температуры обычно противодействует также обратимости деактивирования катализатора.

Недостаток использования подобных повышенных реакционных температур состоит в том, что оно, как правило, способствует более значительной интенсификации нежелательных побочных реакций, нежели целевой реакции (то есть превращения подлежащего дегидрированию углеводорода в дегидрированный углеводород). К подобным нежелательным побочным реакциям относится, например, термическая деструкция подлежащего дегидрированию и/или дегидрированного углеводорода, которая сопровождается образованием углеводородов, обычно состоящих из меньшего числа атомов углерода.

Традиционным материалом огибающих реакционных объемов, предназначенных для реализации промышленных производственных процессов, является сталь. Однако экспериментальные исследования показывают, что в случае осуществления способа указанного в начале описания типа сталь, используемая в качестве материала той стороны огибающей, которая контактирует с реакционным объемом, способна катализировать термическую деструкцию подлежащих дегидрированию и/или дегидрированных углеводородов. Каталитическое действие стали проявляется в снижении энергии активации термической деструкции, в результате которого нежелательные побочные реакции протекают уже при сравнительно низких реакционных температурах. В некоторых случаях сталь способна также катализировать сгорание подлежащего дегидрированию и/или дегидрированного углеводорода в присутствии молекулярного кислорода. В этой связи важным обстоятельством является зависимость интенсивности каталитического действия стали от входящих в ее состав элементов.

С учетом указанного выше нежелательного каталитического эффекта для реализации способа указанного в начале описания типа в уровне техники рекомендуется использовать сталь различных марок. Так, например, в приведенных в международной заявке WO 03/076370 примерах осуществления изобретения в качестве материала огибающей рекомендуется использовать сталь, контактирующая с реакционным объемом сторона которой алонизирована, алитирована и/или алюминирована (то есть снабжена покрытием соответственно из алюминия, оксида алюминия или алюминия и оксида алюминия). Дополнительная информация относительно состава стали в описании цитируемого документа отсутствует. Аналогичные рекомендации приведены также в международной заявке WO 03/011804. В качестве возможного другого варианта в этой публикации рекомендуется дополнительное совместное использование сульфидов в исходном газовом потоке, целью которого является пассивирование контактирующей с реакционным объемом стороны огибающей.

Однако недостаток алонизирования, соответственно алитирования и/или алюминирования, состоит в том, что эти технические мероприятия могут быть реализованы в производственных масштабах лишь с особенно высокими затратами. К недостаткам совместного использования сульфидов в исходном газовом потоке относится, во-первых, потребность в соответствующем сырье, а, во-вторых, совместное использование сульфидов, как правило, отрицательно влияет на срок службы катализаторов гетерогенного каталитического частичного дегидрирования и/или катализаторов при необходимости осуществляемого последующего гетерогенного каталитического частичного окисления дегидрированного углеводорода.

Согласно немецкой заявке на патент DE-A 102004032129 указанные выше недостатки отсутствуют, если, как показано в соответствующем сравнительном примере, в качестве материала огибающей использовать непокрытую сталь марки 1.4841 согласно классификации материалов по DIN. Речь при этом идет о стали со следующим составом элементов:

от 24 до 26% масс.	хром (Сr),
от 19 до 22% масс.	никель (Ni),
от 1,5 до 2,5% масс.	кремний (Si),
от 0 до 0,11% масс.	азот (N),
от 0 до 0,2% масс.	углерод (С),
от 0 до 2% масс.	марганец (Мn),
от 0 до 0,45% масс.	фосфор (Р),
от 0 до 0,015% масс.	сера (S),

остальное - железо (Fe) и специфические технологические примеси, причем соответствующие процентные данные указаны в пересчете на общую массу.

Содержащую кремний сталь, например сталь марки 1.4841 согласно классификации DIN, рекомендуется использовать в качестве материала огибающей также в немецкой заявке на патент DE-A 102005051401. Использование стали марки 1.4841 в качестве материала контактирующей с реакционным объемом стороны огибающей наряду с другими рекомендуемыми марками стали предлагается и в немецкой заявке на патент 102006017623.5.

В немецкой заявке на патент 102005061626.7 в качестве альтернативы стали марки 1.4841 для изготовления огибающей реакционного объема рекомендуется использовать содержащую кремний сталь со следующим составом элементов:

от 18 до 30% масс.	хром (Сr),
от 9 до 37% масс.	никель (Ni),
от 1 до 3% масс.	кремний (Si),
от 0,1 до 0,3% масс.	азот (N),
от 0 до 0,15% масс.	углерод (С),
от 0 до 4% масс.	марганец (Мn),
от 0 до 4% масс.	алюминий (Al),
от 0 до 0,05% масс.	фосфор (Р),
от 0 до 0,05% масс.	сера (S),
от 0 до 0,1% масс.	один или несколько редкоземельных металлов,

остальное - железо (Fe) и технологически обусловленные примеси, причем соответствующие процентные данные указаны в пересчете на общую массу.

При этом авторы документа 102005061626.7 исходят из того, что сталь указанного состава предпочтительно должна удовлетворять также комплексу других предъявляемых к материалу огибающей требований, обусловленных спецификой соответствующего производственного процесса. К подобным требованиям относится, например, пригодность стали для использования в качестве материала эксплуатируемых под давлением сосудов, поскольку способ указанного в начале описания типа и соответствующие циклы регенерации предпочтительно реализуют при повышенных рабочих давлениях, превышающих атмосферное давление, например, по меньшей мере на 0,5 бар. Так, например, в соответствии с действующим в Германии предписанием по эксплуатации сосудов под давлением пригодные для указанной цели материалы должны характеризоваться ударной вязкостью образцов с надрезом, измеренной при комнатной температуре (около 25°С) и нормальном давлении (1 атмосфера), которая составляет более 40 Дж [испытание на ударный изгиб выполняют согласно DIN 50115 в сочетании с DIN EN 10045, части 1 и 2 (в случае образцов с минимальными размерами); при подобном испытании маятниковый копер падает с заданной высоты, проникая в точку, наиболее близкую к обратной стороне образца с надрезом; при пробивании образца часть энергии маятникового копра расходуется на преодоление так называемой ударной вязкости; соответствующий расход энергии можно определить по вспомогательной стрелке прибора или, в случае использования оснащенных соответствующей контрольно-измерительной аппаратурой маятников, можно непосредственно обработать посредством электронного устройства]. Непосредственно из вышесказанного вытекает требование ограниченной склонности стали к охрупчиванию в условиях долговременной реализации производственного процесса в соответствии со способом указанного в начале описания типа, поскольку охрупчивание материала сопровождается снижением его ударной вязкости.

К подобным условиям прежде всего относится повышенная температура дегидрирования и/или регенерации катализатора, обычно используемая в соответствии с указанным способом.

Кроме того, указанная выше сталь в условиях осуществления соответствующего способа должна обладать минимальной склонностью к науглероживанию. При науглероживании контактирующую с реакционным объемом сторону материала атакует элементарный углерод, который образуется вследствие деструкции углеводородов и диффундирует в сталь. В отличие от указанного выше охрупчивания, наблюдаемого при долговременной эксплуатации стали и с самого начала охватывающего всю структуру стали, науглероживание лишь постепенно прогрессирует от поверхности контактирующей с реакционным объемом стороны материала внутрь него.

По мере науглероживания стали наблюдается ухудшение ее свойств: например, возрастает хрупкость в науглероженных зонах, а также нередко интенсифицируются нежелательные каталитические эффекты, обусловленные образованием карбидов входящих в ее состав элементов. Особенно простым методом исследования науглероживания в случае использования реакционных объемов в форме трубы является металлографический анализ. Для выполнения указанного анализа по завершении соответствующего периода эксплуатации из соответствующего реактора в форме трубы в перпендикулярном ее продольной оси направлении вырезают образец. Образец шлифуют и полируют, после чего сначала обрабатывают водной азотной кислотой концентрацией 65% масс. (65 г НNО₃ в 35 г воды), а затем раствором уксусной кислоты в этаноле концентрацией 10% масс. (10 г уксусной кислоты в 90 г этанола), благодаря чему структура стали становится хорошо видна под микроскопом. Структура, изменившаяся вследствие поглощения углерода, обладает окраской от темно-серой до черной. С помощью соответствующей шкалы можно определить глубину науглероживания в направлении от поверхности. Науглероживание металлов часто сопровождается особой формой их коррозии, так называемым эффектом образования металлической пыли. Под подобным разрушением металлов подразумевают выраженную местную коррозию, которая, как правило, приводит к образованию впадин. В отличие от сравнительно равномерно проникающего в металл науглероживания эффект образования металлической пыли характеризуется преимущественно неравномерным, зато сравнительно быстрым и глубоким локальным разрушением металла, при котором происходит деструкция ранее образовавшихся карбидов, сопровождаемая высвобождением углерода и частиц металла. Подобные разрушения в соответствующих местах поверхности могут быть легко обнаружены под микроскопом при выполнении описанного выше металлографического исследования в виде четких и относительно рыхлых образований (так называемого «эффекта цветной капусты»). Явление образования металлической пыли может привести к быстрому выходу металла из строя.

Образование металлической пыли является также неблагоприятным фактором, например, в связи с тем, что частицы металла захватываются реакционным газовым потоком и распределяются по всему реакционному объему, включая слой катализатора. Металлическая пыль, как правило, состоит из каталитически активных частиц, которые ускоряют образование элементарного углерода из подлежащего дегидрированию углеводорода и/или дегидрированного углеводорода. Неблагоприятное воздействие металлической пыли прежде всего проявляется в том случае, если частицы пыли оседают на катализаторе и образующиеся вследствие их каталитического действия частицы углерода блокируют активную поверхность, вызывая преждевременное деактивирование катализатора.

Кроме того, сталь, используемая в качестве материала огибающей, в условиях осуществления способа указанного в начале описания типа должна обладать окалиностойкостью (окалинообразованием называют окислительное разрушение металла под действием присутствующего в реакционной атмосфере молекулярного кислорода). Коррозионная стойкость материала огибающей имеет особенно большое значение также с учетом того обстоятельства, что дегидрированный углеводород, образующийся в результате осуществления способа указанного в начале описания типа, может быть подвергнут последующему гетерогенному каталитическому частичному окислению (этот процесс особенно предпочтительно реализуют, используя смесь дегидрированного углеводорода с недегидрированным углеводородом). В результате реализуемого вслед за этим выделения целевого продукта из газовой смеси продуктов частичного окисления обычно остается содержащий недегидрированный углеводород и продукты окисления остаточный газ, по меньшей мере часть которого предпочтительно возвращают на стадию осуществления способа указанного в начале описания типа с целью дальнейшего превращения недегидрированного углеводорода. Однако большая часть подобных продуктов окисления (например, акролеин, акриловая кислота, метакролеин, метакриловая кислота, вода, кислород, диоксид углерода и так далее) обладают коррозионным действием.

Другим требованием к используемым в качестве материала огибающей сталям является их технологичность. Под технологичностью в данном случае прежде всего подразумевают пригодность стали для переработки сваркой, которая не представляется возможной для предварительно подвергнутых алонизированию сталей без нарушения алонизирования. Однако алонизирование, выполняемое в промышленном масштабе после предшествующей ему операции переработки стали, требует чрезвычайно больших затрат или вообще не может быть реализовано.

Исследования авторов настоящей заявки показали, что ни одна из рекомендуемых в уровне техники марок стали не удовлетворяет рассмотренному выше комплексу требований.

Более того, выяснилось, что те из рекомендуемых в уровне техники сталей, которые содержат свыше 1% масс. кремния, как правило, не отвечают сформулированному выше требованию относительно склонности материала к охрупчиванию при его долговременной эксплуатации в соответствующих технологических условиях.

Те же из сталей, которые в уровне техники рекомендованы в качестве при необходимости используемых материалов и содержат менее 0,8% масс. кремния, при долговременной эксплуатации в соответствующих технологических условиях (прежде всего при повышенных температурах дегидрирования и/или регенерации катализатора), как правило, хотя и характеризуются преимущественным отсутствием склонности к охрупчиванию, однако обнаруживают сильное науглероживание, а также эффект образования металлической пыли.

В заявке Великобритании на патент GB-A 2066696 в качестве решения рассматриваемой проблемы предложено выполнять огибающую из содержащего никель материала и облицовывать контактирующую с реакционным объемом сторону подобной огибающей не содержащим никель материалом, ибо как науглероживание, так и эффект образования металлической пыли ускоряются прежде всего содержащимся в стали никелем.

В присоединенной к документу GB-A 2066696 европейской заявке на патент ЕР-А 683760 рекомендуется снабжать контактирующую с реакционным объемом сторону стали, предназначенной для использования в качестве материала огибающей, защитным покрытием, которое подлежит принудительному соединению со сталью посредством обогащенного карбидом и обедненного никелем промежуточного соединительного слоя, реализуемому прежде всего согласно новой редакции документа ЕР-А 683760 (см. формулу изобретения документа DE-69417879 Т2, а также строку 20 и следующие на странице 5 и строку 25 и следующие на странице 6). Обычного плакирования стали бывает недостаточно. В итоге защитное покрытие должно оставаться ненарушенным и при реализации производственного процесса.

Исходя из вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача предложить материал для огибающей реакционных объемов, предназначенных для осуществления способа указанного в начале описания типа, причем подобный материал должен в большей степени удовлетворять рассмотренному выше комплексу требований нежели рекомендуемые в уровне техники материалы, в том числе и с учетом необходимости реализации, как правило, используемых для регенерации катализатора циклов окисления/восстановления.

Решением указанной задачи является способ непрерывного гетерогенного каталитического частичного дегидрирования по меньшей мере одного подлежащего дегидрированию углеводорода в газовой фазе, в соответствии с которым в реакционный объем, ограниченный контактирующей с реакционным объемом огибающей (Е), которая обладает по меньшей мере одним первым отверстием для подачи в реакционный объем по меньшей мере одного исходного газового потока и по меньшей мере одним вторым отверстием для отбора из реакционного объема по меньшей мере одного газового потока продуктов реакции,

- непрерывно подают по меньшей мере один исходный газовый поток, содержащий по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород,

- по меньшей мере один подлежащий дегидрированию углеводород пропускают по меньшей мере через один находящийся в реакционном объеме слой катализатора, на котором происходит его частичное окислительное или неокислительное дегидрирование по меньшей мере до одного дегидрированного углеводорода с образованием реакционного газа, содержащего по меньшей мере один дегидрированный углеводород, непревращенный подлежащий дегидрированию углеводород, а также молекулярный водород и/или водяной пар, и

- из реакционного объема непрерывно отбирают по меньшей мере один газовый поток продуктов реакции,

отличающийся тем, что

огибающая (Е) выполнена из композиционного материала, который с его контактирующей с реакционным объемом стороны В состоит из стали В со следующим составом элементов:

от 18 до 30% масс.	хром (Сr),
от 9 до 37% масс.	никель (Mi),
от 1 до 4% масс. (или от 1 до 3% масс.)	кремний (Si),
от 0 до 4% масс.	алюминий (Al),
от 0 до 0,3% масс.	азот (N),
от 0 до 0,15% масс.	углерод (С),
от 0 до 4% масс.	марганец (Мn),
от 0 до 0,05% масс.	фосфор (Р),
от 0 до 0,05% масс.	сера (S),
от 0 до 0,1% масс.	один или несколько редкоземельных металлов,

остальное - железо (Fe) и технологически обусловленные примеси, причем соответствующие процентные данные указаны в пересчете на общую массу,

причем с дальней от реакционного объема стороны А композиционного материала сталь В непосредственно или через промежуточный слой меди, никеля или меди и никеля плакирована на сталь А со следующим составом элементов:

от 15 до 20% масс.	хром (Сr),
от 6 до 18% масс. (предпочтительно от 8 до 16 или 14% масс.)	никель (Ni),
от 0 до 0,8% масс.	кремний (Si),
от 0 до 0,8% масс.	алюминий (Al),
от 0 до 0,3% масс.	азот (N),
от 0 до 0,15% масс.	углерод (С),
от 0 до 4% масс.	молибден (Мо),
от 0 до 2,0% масс.	марганец (Мn),
от 0 до 0,8% масс.	титан (Ti),
от 0 до 1,2% масс. (или от 0 до 0,5% масс.)	ниобий (Nb),
от 0 до 0,9M масс.	ванадий (V),
от 0 до 0,1% масс.	бор (В),
от 0 до 0,05% масс.	фосфор (Р),
от 0 до 0,05% масс.	сера (S),

остальное - железо (Fe) и технологически обусловленные примеси, причем соответствующие процентные данные указаны в пересчете на общую массу,

или со следующим составом элементов:

от 19 до 23% масс.	хром (Сr),
от 30 до 35% масс.	никель (Ni),
от 0 до 1% масс.	кобальт (Со),
от 0 до 1% масс.	кремний (Si),
от 0,15 до 0,7% масс.	алюминий (Al),
от 0 до 0,12% масс.	углерод (С),
от 0 до 2,0% масс.	марганец (Мn),
от 0 до 0,75% масс.	медь (Сu),
от 0,15 до 0,7% масс.	титан (Ti),
от 0 до 0,05, предпочтительно до 0,015% масс.	фосфор (Р),
от 0 до 0,05, предпочтительно до 0,01% масс.	сера (S),

остальное - железо (Fe) и технологически обусловленные примеси, причем соответствующие процентные данные указаны в пересчете на общую массу.

Примером стали А, пригодной для осуществления предлагаемого в изобретении способа, является сталь марки 1.4876 согласно классификации DIN (называемая также сталью Alloy 800 Н).

Неожиданным оказалось то обстоятельство, что вопреки техническим решениям уровня техники предлагаемый в настоящем изобретении способ позволяет удовлетворительным образом решить указанную выше задачу при содержании никеля в стали В, составляющем по меньшей мере 9% масс.

Согласно изобретению под плакированием подразумевают изготовление неразъемного при горячей или холодной обработке, сварке и воздействии обычной нагрузки соединения двух или более слоев металла (основного и наслаиваемого), осуществляемое в соответствии с Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4-е издание, 1973, том 3, Verfahrenstechnik und Reaktionsapparate, издательство Chemie, Вейнгейм, со страницы 2. Согласно изобретению предпочтительным является формирование соединения, реализуемое таким образом, чтобы оно удовлетворяло предъявляемым к плакированным изделиям требованиям EN 13445-2:2002 (D), издание 1 (2002-2005). Прежде всего это относится к техническим условиям поставки плакированных изделий для работающих под давлением сосудов согласно приложению С.

То есть прочность соединения основного и наслаиваемого металлов должна быть достаточно высокой, чтобы расслаивание указанных металлов не наблюдалось ни при изготовлении огибающей (Е), ни при осуществлении предлагаемого в изобретении способа.

В отношении технического применения сопротивление плакированного покрытия сдвигу (определенное согласно DIN 50162, сентябрь 1978 года) при измеренном согласно DIN 50111 пределе разрывной прочности наслаиваемого металла менее 280 Н/мм² в целесообразном варианте составляет более половины от минимального предела разрывной прочности наслаиваемого металла и должно составлять не менее 140 Н/мм² для любых других наслаиваемых металлов независимо от направления сдвига.

Кроме того, площадь подлежащих соединению слоев предлагаемого в изобретении композиционного материала предпочтительно составляет по меньшей мере 95% от общей площади их контакта, причем площадь отдельных подлежащих соединению слоев не должна превышать 50 см². Плакирование может быть выполнено совместным раскатыванием соединяемых металлов (Walzplattieren, К. Born, „Plattierte Bleche für höchste Beanspruchungen", Werkstofftechnik, DECHEMA-монография, том 45, издательство Chemie, Вейнгейм 1962), наплавкой наслаиваемого металла на основной металл (Schweiβplattieren, К. Born, W. Speth, Herstellung plattierter Bauteile. Vergleichende Betrachtung zwischen Walzplattieren und Beschichten durch Auftragschweβen, Schweilβen Schneiden, 19, 209-214, 1967) или методом, использование которого позволяет избежать расслаивания соединенных металлов под действием возникающей при взрыве взрывчатого материала импульсной ударной волны (взрывное плакирование, Н.С.А.Burkhardt, Schockwellenpyhsik, Metall, 19, 1-9, 1965; U.Richter, J.F.Roth, Grundlagen und Anwendung des Sprengplattierens, Naturwissenschaften, 57, 487-493, 1970; G.Buck, E.Hornbogen, Metallkundliche Untersuchungen an Explosivschweiβnähten, Metall, 20, 9-21, 1966).

В случае если подлежащий использованию согласно изобретению композиционный материал снабжен промежуточным слоем меди, никеля или меди и никеля, как сталь А, так и сталь В соединены с подобным промежуточным слоем плакированием. В случае выполнения, например, взрывного плакирования все слои композиционного материала могут быть соединены также благодаря осуществлению единственной технологической операции. Впрочем, плакируют ли сталь А поверх стали В или плакирование осуществляют в обратной последовательности (подобный вариант является предпочтительным), согласно изобретению значения не имеет. Текст «причем сталь В с дальней от реакционного объема стороны А огибающей непосредственно или через промежуточный слой меди, никеля или меди и никеля плакирована на сталь А», напротив, важен для обоих вариантов плакирования. Как правило, более тонкими сталями А или В плакируют более толстые стали А или В. Дополнительную информацию по поводу плакирования материалов специалисты могут найти в К.Bungardt, G.Lennartz, R.Oppenheim, Einfluss von Stickstoff auf die Eigenschaften austenitischer Chrom-Nickel- und Chrom-Nickel-Molybdän-(Kupfer)-Stähle, DEW (Deut. Edel-stahlwerke) - Tech. Ber., 7, 71-90, 1967; R.Oppenheim, Chemisch beständige Stähle und Legierungen. Derzeitiger Stand und neuere Entwicklungen, DEW (Deut. Edelstahlwerke) - Tech. Ber., 7, 49-64, 1967; H.Warwesik, Reaktordruckgefäβ, Atomwirt., Atomtech., 10, 376-379, 1965; W.Baberg, Dampferzeuger, Atomwirt., Atomtech., 10, 379-381, 1965; W.Klein, Gefügeänderungen beim Explosivplattieren von Stahl mit Stahl und einigen Nichteisenmetallen, Z.Metallk., 56, 261-267, 1965, а также в О.Wilms, Anwendung des Sprengplattierens mit Sonderwerkstoffen als Auflage, DEW (Dent. Edelstahlwerke) - Tech. Ber., 10, 176-183, 1970.

Соединение обоих материалов при плакировании реализуют частично механическим, частично металлургическим путем. В итоге в результате плакирования возникает неразъемное соединение обоих материалов.

Композиционный материал, подлежащий использованию согласно изобретению, производят предпочтительно методом взрывного плакирования. При этом сталь А предпочтительно (соответственно в общем случае) формируют в качестве основного, а сталь В в качестве наслаиваемого металла.

Согласно изобретению предпочтительно, чтобы стали А и стали В в температурном интервале от 20 до 700°С обладали близкими значениями коэффициента термического расширения (γ), называемого также термическим коэффициентом линейного расширения, который обычно определяют, используя стержни длиной 1 м с равномерным сечением, составляющим 1 см². Стали А и стали В в указанном температурном интервале характеризуются также сравнимой зависимостью коэффициента термического расширения (γ) от температуры.

Согласно изобретению коэффициенты термического расширения (γ) содержащихся в предлагаемом в изобретении композиционном материале стали А и стали В, измеренные при температуре 500°С и атмосферном давлении, предпочтительно отличаются друг от друга не более чем на 2·10^-6 м/м·К.

Указанная разница особенно предпочтительно составляет менее 1,75·10^-6 м/м·К, лучше менее 1,5·10^-6 м/м·К, предпочтительно менее 1,25·10^-6 м/м·К, особенно предпочтительно менее 1,0·10^-6 м/м·К, еще более предпочтительно менее 0,80·10^-6 м/м·К, еще лучше менее 0,60·10^-6 или 0,50·10^-6 м/м·К, соответственно менее 0,40·10^-6 м/м·К, лучше всего менее 0,30·10^-6 м/м·К, менее 0,20·10^-6 или 0,10·10^-6 м/м·К и в наилучшем варианте менее 0,05·10^-6 м/м·К, или составляет 0 м/м·К.

Близость коэффициентов термического расширения (γ) сталей А и В подлежащего использованию согласно изобретению композиционного материала важно обеспечивать по той причине, что при осуществлении предлагаемого в изобретении способа прежде всего вследствие необходимости периодического выполнения регенерации катализатора приходится в циклическом режиме изменять температуру в реакторе, безостановочно проходя при этом через широкий температурный интервал. В случае если стали А и В композиционного материала, подлежащего использованию согласно изобретению, в подобном температурном интервале обладали бы значительно отличающимися друг от друга коэффициентами термического расширения (γ), ограничивающая реакционный объем огибающая деформировалась бы вследствие варьирования температуры подобно биметаллическому термометру, что, очевидно, оказалось бы нежелательным для осуществления предлагаемого в изобретении способа (подобное обстоятельство было бы особенно нежелательным в том случае, если в процессе осуществления способа происходило охрупчивание стали В, поскольку соответствующие деформации способны ускорять процессы образования трещин и/или разрывов в стали В). Так, например, нелегированные или низколегированные стали, общее содержание отличающихся от жел