A titán és a titánötvözetek legfontosabb alkalmazásai és előnyei a karbamidgyártásban

A karbamid, egy semleges és hatékony nitrogénműtrágya előállítása számos összetett kémiai reakciót foglal magában. Különösen az ammónium-karbamát átalakítása karbamiddá nem teljes, és ezért hatékony elválasztást igényel a karbamidot, felesleges ammóniát és vizet tartalmazó keveréktől. Tekintettel arra, hogy az ammónium-karbamát oldat, a magas hőmérsékleten és nyomáson keletkező köztes termék rendkívül korrozív, az ideális anyag kiválasztása különösen fontos. A titán ebből a szempontból kiemelkedik kiemelkedő tulajdonságai miatt.
Az American Crucible Company kutatása kimutatta, hogy a titán berendezések jelentősen javíthatják a karbamid-eljárás hatékonyságát. Ez elsősorban a titán magas hőmérsékleten való stabil viselkedésének köszönhető. Ezzel szemben a rozsdamentes acél, bár alacsony hőmérsékleten jó korrózióállósággal rendelkezik a karbamiddal szemben, minden 10 fokos hőmérséklet-emelkedéssel exponenciálisan növeli a korróziós sebességét. Ennek eredményeként a titáncsöves hőcserélők és a titán csövek nélkülözhetetlen és kritikus felszerelésekké váltak a karbamidgyártó üzemekben.

Az 1960-as években a japán Mitsui East Pressure Chemical Company vezető szerepet töltött be a titán bélésanyagként történő alkalmazásában a karbamidgyártásban. Miután a titán korrózióállóságát kísérletsorozaton keresztül ellenőrizte, a vállalat úgy döntött, hogy a titánt teljes mértékben beépíti a karbamid szintézis tornyába és annak kiegészítő berendezéseibe. Ez az innovatív kezdeményezés nemcsak a szintézis sebességét növelte, hanem leegyszerűsítette a működési folyamatot, javította a termékminőséget, és megvalósította a nagyméretű berendezéseket, amelyeket végül széles körben alkalmaztak a globális karbamidgyártás területén.
A karbamid szintézis kulcsfontosságú folyamatában az olasz Nationwide Methane Pipeline Transport cég szintén a titánt választotta lehúzó tornyaihoz. Ennek az az oka, hogy a sztrippelő toronyban aminoknak a karbamid és a gyártási folyamat reakcióképes termékei közötti elválasztása tovább súlyosbítja a korrózió problémáját. A titán kiváló korrózióállósága ideális választássá tette ezt a problémát.
Az 1970-es évek elején Kína is elkezdte vizsgálni a titán alkalmazását a karbamidgyártásban. Abban az időben Kína egy 240,000 tonna karbamidot tervezett és gyártott szén-dioxid-leválasztó toronnyal, amelynek kulcselemeit, mint a fej, az egyenes cső, valamint a felső és alsó csőlemez a robbanóanyag-kompozit titán-acélban használják. lemeztechnológiával és beépített 1,361 31mm × 31 mm-es titáncsövekkel. A berendezést 1979-ben állították gyártásba, majd 1987-ben állították le, ezalatt összesen 1310 napig üzemelt és 31.440 órás vegyipari gyártási teszten esett át jó teljesítménnyel. Ezt követően 1990-ben Kína sikeresen tervezett és gyártott egy 400 mm-es titán bélésű szintézis tornyot, amelyet Anyangban helyeztek üzembe. Ugyanilyen körülmények között a titán korróziós sebessége egy nagyságrenddel alacsonyabb, mint a 316 literes rozsdamentes acélé, és magasabb hőmérséklet alkalmazása, így jelentős gazdasági előnyökkel jár a vállalkozás számára az energia-, a gőz- és a víztakarékosság terén.