Ключови приложения и предимства на титан и титанови сплави в производството на карбамид

Производството на урея, неутрален и ефективен азотен тор, включва няколко сложни химични реакции. По-специално, превръщането на амониевия карбамат в карбамид не е пълно и следователно изисква ефективно отделяне от смес, съдържаща карбамид, излишък от амоняк и вода. Като се има предвид, че разтворът на амониев карбамат, междинен продукт, генериран при високи температури и налягания, е изключително корозивен, изборът на идеалния материал е от особено значение. Титанът се откроява в това отношение поради изключителните си свойства.
Изследванията на American Crucible Company показват, че оборудването за титан може значително да подобри ефективността на процеса на урея. Това се дължи главно на стабилното поведение на титана при високи температури. За разлика от това, неръждаемата стомана, въпреки че има добра корозионна устойчивост на урея при ниски температури, увеличава скоростта си на корозия експоненциално с всяко повишаване на температурата с 10 градуса. В резултат на това титаниеви тръбни топлообменници и титаниеви тръбопроводи се превърнаха в незаменимо и критично оборудване в заводите за производство на урея.

Още през 60-те години на миналия век японската компания Mitsui East Pressure Chemical Company пое водеща роля в прилагането на титан като облицовъчен материал при производството на урея. След проверка на устойчивостта на корозия на титана чрез поредица от експерименти, компанията реши да приеме напълно титан в кулата за синтез на урея и нейното спомагателно оборудване. Тази новаторска инициатива не само увеличи скоростта на синтез, но също така опрости процеса на работа, подобри качеството на продукта и реализира широкомащабно оборудване, което в крайна сметка беше широко използвано в глобалното производство на урея.
В ключовия процес на синтез на урея, италианската компания Nationwide Methane Pipeline Transport също избра титан за своите дестилиращи кули. Това е така, защото използването на амини в стриперната кула за отделяне на уреята от реактивните продукти на производствения процес допълнително изостря проблема с корозията. Отличната устойчивост на корозия на титана го прави идеалният избор за решаване на този проблем.
В началото на 70-те години Китай също започна да изследва приложението на титан в производството на урея. По това време Китай проектира и произведе 240, 000 тона карбамид с кула за отстраняване на въглероден диоксид, нейните ключови компоненти като глава, права тръба и горна и долна тръбна плоча се използват в експлозивния композит титан - стомана пластинчата технология и вградени 1,361 31mm × 31mm титанови тръби. Оборудването е пуснато в производство през 1979 г. и е изведено от експлоатация през 1987 г., през което е работило общо 1310 дни и е преминало 31 440 часа химически производствени тестове с добра производителност. След това, през 1990 г., Китай успешно проектира и произведе 400 мм облицована с титан кула за синтез, която беше пусната в експлоатация в Anyang. При същите условия скоростта на корозия на титана е с един порядък по-ниска от тази на неръждаема стомана 316L и използването на по-високи температури, като по този начин носи значителни икономически ползи за предприятието по отношение на пестене на енергия, спестяване на пара и пестене на вода.