(57)【要約】【課題】塩素化炭化水素及び水を含む雰囲気中、温度３８０〜５２０℃において用いられるニッケル含有金属装置材料であって、コーキング及び腐食の発生を抑制することができるという優れた効果を有する金属装置材料並びに該金属装置材料を用いた反応容器を提供する。【解決手段】塩素化炭化水素及び水を含む雰囲気中、温度３８０〜５２０℃において用いられるニッケル含有金属装置材料であって、ニッケルの含有量（Ｘ重量％）が下記式（１）により表されるニッケル含有金属装置材料並びに該金属装置材料を用いた反応容器。    ５．０≦Ｘ≦{６２．２＋０．２７×（５２０―Ｔ）}    （１）    ここで、Ｔは材料を使用する温度（℃）である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素化炭化水素及び水を含む雰囲気中、温度３８０〜５２０℃において用いられるニッケル含有金属装置材料であって、ニッケルの含有量（Ｘ重量％）が下記式（１）により表されるニッケル含有金属装置材料。
５．０≦Ｘ≦{６２．２＋０．２７×（５２０―Ｔ）}    （１）
ここで、Ｔは材料を使用する温度（℃）である。
【請求項２】
雰囲気が、塩素化炭化水素と水を反応させて加水分解反応を行う雰囲気である請求項１記載の金属装置材料。
【請求項３】
塩素化炭化水素がモノクロルベンゼンである請求項１記載の金属装置材料。
【請求項４】
温度３８０〜５２０℃において、塩素化炭化水素と水を反応させて塩素化炭化水素を加水分解反応する反応容器であって、その内面の少なくとも一部に請求項１記載の金属装置材料を用いた反応容器。
【請求項５】
塩素化炭化水素がモノクロルベンゼンであり、加水分解反応の主生成物がフェノールである請求項４記載の反応容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属装置材料及び反応容器に関するものである。更に詳しくは、本発明は、塩素化炭化水素及び水を含む雰囲気中、温度３８０〜５２０℃において用いられるニッケル含有金属装置材料であって、コーキング及び腐食の発生を抑制することができるという優れた効果を有する金属装置材料並びに該金属装置材料を用いた反応容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学産業等において、高温下、塩素化炭化水素と水（水蒸気を含む）が共存する雰囲気が用いられる例としては、塩素化炭化水素の加水分解反応、炭化水素のオキシクロル化反応、塩化ビニル樹脂を含む廃棄物の焼却処理等をあげることができる。これらの場合、従来は、耐火性と耐腐食性の観点から、雰囲気と接する部分の材料として耐火レンガ等のセラミック材料が用いられることが多かった（たとえば、非特許文献１参照。）。しかしながら、セラミック材料は伝熱性及び加工性に劣るという問題があった。該問題に対応するため、ニッケルを主体とする金属材料が用いられることがある（たとえば、非特許文献２参照。）。しかしながら、この場合、使用中にコーキングや腐食が発生するという問題があった。
【０００３】
【非特許文献１】増子昇等「防錆・防食技術総覧」（産業技術サービスセンター、２０００年）９５２頁
【非特許文献２】日本材料学会  腐食防食部門委員会Ｎｕｍｂｅｒ  １６２，  Ｖｏｌ．３０  ，Ｐａｒｔ  ３「オキシクロリネーション反応プロセスにおける材料選定」（１９９１年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、塩素化炭化水素及び水を含む雰囲気中、温度３８０〜５２０℃において用いられるニッケル含有金属装置材料であって、コーキング及び腐食の発生を抑制することができるという優れた効果を有する金属装置材料並びに該金属装置材料を用いた反応容器を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明のうち一の発明は、塩素化炭化水素及び水を含む雰囲気中、温度３８０〜５２０℃において用いられるニッケル含有金属装置材料であって、ニッケルの含有量（Ｘ重量％）が下記式（１）により表されるニッケル含有金属装置材料に係るものである。
５．０≦Ｘ≦{６２．２＋０．２７×（５２０―Ｔ）}    （１）
ここで、Ｔは材料を使用する温度（℃）である。
また、本発明のうち第二の発明は、温度３８０〜５２０℃において、塩素化炭化水素と水を反応させて塩素化炭化水素を加水分解反応する反応容器であって、その内面の少なくとも一部に請求項１記載の金属装置材料を用いた反応容器に係るものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、塩素化炭化水素及び水を含む雰囲気中、温度３８０〜５２０℃において用いられるニッケル含有金属装置材料であって、コーキング及び腐食の発生を抑制することができるという優れた効果を有する金属装置材料並びに該金属装置材料を用いた反応容器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のニッケル含有金属装置材料は、塩素化炭化水素及び水を含む雰囲気中、温度３８０〜５２０℃において用いられる。
【０００８】
塩素化炭化水素の炭化水素としては、芳香族炭化水素及び脂肪族炭化水素をあげることができる。塩素化芳香族炭化水素としては、モノクロルベンゼン、１，２−、１，３−または１，４−ジクロルベンゼン等をあげることができる。塩素化脂肪族炭化水素としては、メチルクロライド、エチルクロライド、アリルクロライド等をあげることができる。
【０００９】
塩素化炭化水素及び水を含む雰囲気を構成する「水」なる用語は、水蒸気をも含むものである。
【００１０】
本発明の金属装置材料が最適に用いられる例として、温度３８０〜５２０℃において、塩素化炭化水素と水を反応させて塩素化炭化水素を加水分解反応する反応容器であって、その内面の少なくとも一部に本発明の金属装置材料を用いた反応容器をあげることができる。内面の少なくとも一部としては、塩素化炭化水素と水の混合ガス及びそれらの反応により生成した反応ガスと接する部分をあげることができる。
【００１１】
反応容器のより具体的な例として、温度３８０〜５２０℃において、モノクロルベンゼンと水を反応させてモノクロルベンゼンを加水分解反応させ、フェノールを得る反応をあげることができる。この場合の反応条件等の例として、次のものをあげることができる。
【００１２】
反応は気相、液相のいずれでも実施されるが、通常気相下で行われる。触媒は用いても用いなくてもよいが、用いた方が反応を十分な速度で進行させる上で有利である。触媒としては、例えばイオン交換等によりニッケル、銅などの金属をＺＳＭ−５などのゼオライトに含浸させた粉粒体を用いることができる。このときの反応形態としては固定床、流動床、移動床のいずれでも良い。水は塩化水素などとの混合物として供給することもできる。水とモノクロルベンゼンのモル比は通常０．５〜１０である。反応温度は反応が十分進行し、かつベンゼン等の副生物が生成しにくい３８０〜５２０℃の温度範囲で実施される。反応圧力は減圧、常圧、加圧のいずれでもよいが、通常常圧または加圧で実施される。
【００１３】
本発明のニッケル含有金属装置材料は、ニッケルの含有量（Ｘ重量％）が下記式（１）により表されるものであることを最大の特徴とする。
５．０≦Ｘ≦{６２．２＋０．２７×（５２０―Ｔ）}    （１）
ここで、Ｔは材料を使用する温度（℃）である。
【００１４】
上記の式における上限の範囲以下であることが特に重要である。ニッケルの含有量が過多であるとコーキング 及び腐食を発生する。また、ニッケルの含有量が過少であると腐食を発生する。本発明の条件を満足する金属材料としては、Ａｌｌｏｙ  ８００、Ａｌｌｏｙ  ６２５、Ａｌｌｏｙ  Ｃ２２及びＳＵＳ  ３１０Ｓをあげることができる。耐食性、材料コストを併慮すると汎用ステンレス鋼であるＳＵＳ３１０Ｓが特に好ましい。
【実施例】
【００１５】
次に本発明を実施例により説明する。
実施例１−１〜１−３及び比較例１−１
図１の装置を用いた。石英管（内径１７ｍｍ）中に金属材料のテストピース（長さ１５ｍｍ／幅５ｍｍ／厚み２ｍｍ）を設置した。次に石英管の外側を電気ヒーターで加熱しながら窒素ガス１１Ｎｍｌ／ｍｉｎを予熱管経由で石英管上下方向に供給し、管内を４００℃に昇温した。続いて窒素に加えてモノクロルベンゼン、水をそれぞれ１６Ｎｍｌ／ｍｉｎ、２１Ｎｍｌ／ｍｉｎ（モノクロルベンゼン：水のモル比＝１．０：１．３）を予熱管内で混合し２００℃まで昇温して気化した後、石英管上下方向に供給し、管内温度４００℃、圧力１気圧で２４時間維持した。その後、管内が室温付近になるまで放冷してテストピースを取り出し、腐食の有無とコーキングの有無を目視にて評価した。評価結果を表１に示した。
＊４００℃における（１）式のＸの値は９４．６である。
【００１６】
【表１】
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評価結果の記号
コーキング  ○：コーキングなし  ×：テストピースの表面にコーキングあり
腐食  ○：腐食なし  ×：テストピースの全面に腐食あり
【００１７】
実施例２−１〜２−３及び比較例２−１
石英管内の温度を４５０℃に維持したこと以外は実施例１−１と同様に行った。評価結果を表２に示した。
＊４５０℃における（１）式のＸの値は８１．１である。
【００１８】
【表２】
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評価結果の記号  （表１に同じ）
【００１９】
実施例３−１〜３−５及び比較例３−１
水のかわりに塩化水素１７重量％を含む塩酸２５ｍｌ／ｍｉｎ（モノクロルベンゼン：水：塩化水素のモル比＝１．０：１．３：０．１７）を供給し、石英管内の温度を５００℃に維持したこと以外は実施例１−１と同様に行った。評価結果を表３及び表４に示した。
＊５００℃における（１）式のＸの値は６７．６である。
【００２０】
【表３】
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【００２１】
【表４】
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評価結果の記号  （表１に同じ）
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１−１〜１−３、比較例１−１、実施例２−１〜２−３及び比較例２−１で用いた実験装置の概略を示す図である。
【図２】実施例及び比較例の結果をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
［図１］
１：原料貯槽（モノクロルベンゼン）
２：重量秤
３：定量ポンプ（モノクロルベンゼン用）
４：原料貯槽（水）
５：液面計
６：定量ポンプ（水用）
７：マスフローメーター（窒素用）
８：マスフローメーター（空気用）
９：予熱管
１０：電気ヒーター
１１：温度計測用鞘管
１２：充填物
１３：石英管（材料評価用）
１４：電気ヒーター
１５：温度計測用鞘管（石英製）
１６：氷浴
１７：捕集ビン
１８：テストピース
１９：石英ウール
ａ１〜a５：バルブ
ｂ１〜b２：三方コック
［図２］
○：コーキング、腐食ともに無し
×：コーキングおよび／または腐食有り
【図１】
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【図２】
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