Klíčové aplikace a výhody titanu a titanových slitin při výrobě močoviny

Výroba močoviny, neutrálního a účinného dusíkatého hnojiva, zahrnuje několik složitých chemických reakcí. Zejména konverze karbamátu amonného na močovinu není úplná, a proto vyžaduje účinnou separaci ze směsi obsahující močovinu, přebytek amoniaku a vodu. Vzhledem k tomu, že roztok karbamátu amonného, ​​meziprodukt vznikající při vysokých teplotách a tlacích, je extrémně korozivní, je výběr ideálního materiálu obzvláště důležitý. Titan v tomto ohledu vyniká svými vynikajícími vlastnostmi.
Výzkum společnosti American Crucible Company ukázal, že titanové zařízení může výrazně zlepšit účinnost procesu močoviny. To je způsobeno především stabilním chováním titanu při vysokých teplotách. Naproti tomu nerezová ocel, přestože má dobrou odolnost proti korozi vůči močovině při nízkých teplotách, zvyšuje svou korozní rychlost exponenciálně s každým zvýšením teploty o 10 stupňů. V důsledku toho se titanové trubkové výměníky tepla a titanové potrubí staly nepostradatelným a kritickým zařízením v závodech na výrobu močoviny.

V 60. letech minulého století se japonská Mitsui East Pressure Chemical Company postavila do čela aplikace titanu jako obkladového materiálu při výrobě močoviny. Po ověření odolnosti titanu proti korozi řadou experimentů se společnost rozhodla plně začlenit titan do věže pro syntézu močoviny a jejího pomocného zařízení. Tato inovativní iniciativa nejen zvýšila rychlost syntézy, ale také zjednodušila provozní proces, zlepšila kvalitu produktu a realizovala zařízení ve velkém měřítku, které bylo nakonec široce používáno v oblasti globální výroby močoviny.
V klíčovém procesu syntézy močoviny si titan pro své stripovací věže vybrala také italská společnost Nationwide Methane Pipeline Transport. Důvodem je, že použití aminů ve stripovací věži k oddělení močoviny od reaktivních produktů výrobního procesu dále zhoršuje problém koroze. Díky vynikající odolnosti proti korozi se titan stal ideální volbou pro řešení tohoto problému.
Na začátku 70. let 20. století začala Čína také zkoumat použití titanu při výrobě močoviny. V té době Čína navrhla a vyrobila 240,000 tun močoviny se stripovací věží na oxid uhličitý, jejíž klíčové součásti, jako je hlava, rovná trubka a horní a spodní trubková deska, se používají při výbuchu kompozitu titan - ocel deskové technologie a vestavěné titanové trubky 1,361 31 x 31 mm. Zařízení bylo uvedeno do výroby v roce 1979 a vyřazeno z provozu v roce 1987, během kterého fungovalo celkem 1 310 dní a prošlo 31 440 hodinami zkoušek chemické výroby s dobrým výkonem. Poté, v roce 1990, Čína úspěšně navrhla a vyrobila 400mm titanem vyloženou syntézní věž, která byla uvedena do provozu v Anyangu. Za stejných podmínek je rychlost koroze titanu o jeden řád nižší než u nerezové oceli 316L a použití vyšších teplot, což přináší významné ekonomické výhody pro podnik z hlediska úspory energie, páry a vody.