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聚焦钛业
    
钛是制造石化设备的好材料
来源: | 作者:付一江 | 发布时间: 2023-02-03 | 908 次浏览 | 分享到:

【钛材料讯】钛及钛合金不但对海水有很强的抗腐蚀性能,而且对含有诸多杂质的原油和一些化学物质如丙酮、乙醛、醋酸、乙烯、锦纶生产中的物质都有很好的抗腐蚀性能。因此,钛及钛合金已成为石油化学工业、合成纤维工业等非常难得的好材料。

  中国是石油生产大国,更是石油消耗大国,油田遍布新疆塔里木盆地、甘肃的柴达木盆地、四川盆地到南海、渤海等到处都是塔架林立,一派兴旺发达景象。石油工业已成为钛的重要应用领域之一,随着海上石油钻采工业的出现,钛在这一领域的用量更是一年胜过一年。海上石油钻塔虽已出现约50余年,但自上世纪70年初期以来,钛高压管式热交换就已获多的应用,板式热交换器的应用在日益增加,曾在欧洲出现过由700块板组成的总换热面积1500平方米的巨大板式钛换热器。有不少炼油厂建在滨海地区,以海水作为冷却介质,以钛管制作冷却器方可取得好的经济效果。

石油精炼

  由于原油含有种种盐和硫,对不锈钢、蒙乃尔合金零部件会产生严重腐蚀,因而石油精炼的许多装备如热交换器、蒸馏塔、反应器需用钛或钛合金制造,其使用期限可超过6年,而不锈钢零件只能使用2年~3年,不能获得好的经济效益。日本石油精炼产业的热交换器几乎全是钛制的,平均用钛量900 kg/台。

  石油工业油和气的冷却器有直接冷却和间接冷却,前者用的为列管冷却器,以海水为冷却剂,在间接冷却系统中,用的是碳钢热交换器,以淡水为冷却剂,再用钛管板热交换器中的海水冷却这些淡水。辅助装置如管状压缩冷却器、内冷却器、低压原油冷却器等都是钛制的。英国的一些石油企业大量使用了各种用钛制的热交换器。

钛及钛合金在丙酮、乙醛和醋酸生产中的应用

  在生产丙酮、乙醛和醋酸时存在着氯化物催化剂对装备的严重腐蚀问题。哈尔滨化工四厂曾在丙烯制丙酮的装备中采用部分钛制设备,取得了很好的效果。湖南益阳红旗化工有限公司新建的丙酮生产线采用了不少钛及钛合金装备。

  日本建了一家钛材用量20t的乙醛年产能6万吨的工厂,建一座年产能3万吨丙酮的工厂用钛40吨。美国的赛拉立斯(Celanise)公司用Ti0.15%Pd合金制造乙醛钢反应器的衬里。德国克虏伯公司用钛设备直接氧化乙烯生产乙醛。

  苏联在慢速钯催化剂直接氧化乙烯生产乙醛中,经3 a的生产证明,在含盐酸、氯化铜、氯化铁、氯化亚钯和含氯的有机化合物溶液中,在125℃、1.2MPa压力条件下,钛不会腐蚀,因此可用BT1-0钛制备合成和反应装备。日本自1962年以来,改用氧化乙烯工艺生产乙醛,由于循环触媒氯离子的腐蚀,18-8不锈钢,甚至工业纯钛也不耐用,故用Ti–Pd合金制备反应系统中的槽、热交换器、配管等。在生产丙酮时由于同一原因也使用Ti–Pd合金制造反应器及配管。

  钛在乙醛氧化或轻油氧化制醋酸工艺中也是耐腐蚀的,醋酸是合成纤维和医药工业的重要原料,上海试剂一厂在醋酸生产中使用了钛制针形截止阀和球截止阀后,收到了停工损失下降、维修费用减少的明显效果。

光亚硝法制己内酰胺(锦纶)

  制备锦纶的工艺有多种,但以光亚硝法更为先进。在光的照射下,环已烷与亚硝酸氯和氯化氢气体在光化反应器内进行反应,这些物质对设备的腐蚀极为严重,如用钛、钽等材料制造,则腐蚀会大大减轻。沈阳化肥工业公司曾在100吨/年锦纶生产装置中采用钢衬硬聚氯乙烯,以钛管作器内冷却盘管,取得了很好的效果,上海电化公司在5000吨/年锦纶生产线中采用了钛制罗茨风机、离心机和阀门等同样取得了满意的结果。


  
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