کاربردهای کلیدی و مزایای تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم در تولید اوره

تولید اوره، یک کود نیتروژن خنثی و کارآمد، شامل چندین واکنش شیمیایی پیچیده است. به طور خاص، تبدیل کاربامات آمونیوم به اوره کامل نیست و بنابراین نیاز به جداسازی کارآمد از مخلوطی حاوی اوره، آمونیاک اضافی و آب دارد. با توجه به اینکه محلول کاربامات آمونیوم، محصول میانی تولید شده در دما و فشار بالا، بسیار خورنده است، انتخاب ماده ایده آل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تیتانیوم از این نظر به دلیل خواص برجسته خود برجسته است.
تحقیقات انجام شده توسط American Crucible Company نشان داده است که تجهیزات تیتانیوم می توانند به طور قابل توجهی کارایی فرآیند اوره را بهبود بخشند. این عمدتا به دلیل رفتار پایدار تیتانیوم در دماهای بالا است. در مقابل، فولاد زنگ نزن، اگرچه در دماهای پایین مقاومت خوبی در برابر اوره دارد، اما با هر 10 درجه افزایش دما، نرخ خوردگی آن را به طور تصاعدی افزایش می دهد. در نتیجه، مبدل های حرارتی لوله تیتانیوم و لوله های تیتانیوم به تجهیزات ضروری و حیاتی در کارخانه های تولید اوره تبدیل شده اند.

در دهه 1960، شرکت شیمیایی فشار شرقی میتسویی ژاپن، رهبری استفاده از تیتانیوم به عنوان ماده پوششی در تولید اوره را بر عهده گرفت. پس از تأیید مقاومت به خوردگی تیتانیوم از طریق یک سری آزمایش، این شرکت تصمیم گرفت که تیتانیوم را به طور کامل در برج سنتز اوره و تجهیزات جانبی آن بکار گیرد. این ابتکار ابتکاری نه تنها نرخ سنتز را افزایش داد، بلکه فرآیند عملیات را ساده کرد، کیفیت محصول را بهبود بخشید و تجهیزات در مقیاس بزرگ را محقق ساخت که در نهایت به طور گسترده در زمینه تولید اوره جهانی مورد استفاده قرار گرفت.
در فرآیند کلیدی سنتز اوره، شرکت ایتالیایی Nationwide Methane Pipeline Transport نیز تیتانیوم را برای برج های استریپر خود انتخاب کرد. زیرا استفاده از آمین ها در برج استریپر برای جداسازی اوره از محصولات واکنشی فرآیند تولید، مشکل خوردگی را تشدید می کند. مقاومت عالی در برابر خوردگی تیتانیوم آن را به گزینه ای ایده آل برای حل این مشکل تبدیل کرده است.
در اوایل دهه 1970، چین نیز شروع به کشف کاربرد تیتانیوم در تولید اوره کرد. در آن زمان، چین 240،{2} تن اوره با برج حذف دی اکسید کربن طراحی و تولید کرد که اجزای اصلی آن مانند سر، لوله مستقیم و صفحه لوله بالا و پایین در کامپوزیت انفجار تیتانیوم - فولاد استفاده می شود. فن آوری صفحه و لوله های تیتانیوم 1،{6}} میلی متر × 31 میلی متر. این تجهیزات در سال 1979 به تولید رسید و در سال 1987 از رده خارج شد و در این مدت در مجموع 1310 روز کار کرد و 31440 ساعت آزمایش تولید شیمیایی را با عملکرد خوب انجام داد. پس از آن، در سال 1990، چین با موفقیت یک برج سنتز با پوشش تیتانیوم 400 میلی متری را طراحی و تولید کرد که در آنیانگ به بهره برداری رسید. در شرایط مشابه، نرخ خوردگی تیتانیوم یک مرتبه قدر کمتر از فولاد ضد زنگ 316 لیتری و استفاده از دماهای بالاتر است، بنابراین از نظر صرفه جویی در مصرف برق، صرفه جویی در بخار و صرفه جویی در آب، مزایای اقتصادی قابل توجهی برای شرکت به همراه دارد.