鈦及鈦合金材料在石油化工中的應(yīng)用

在石油化工企業(yè)中鈦換熱器、冷凝器及有關(guān)輔助設(shè)備已經(jīng)成功地使用了20多年。鈦材中最常用工業(yè)純鈦(以TA2使用最廣泛)，Ti-6Al—4V(在需要一定強(qiáng)度時(shí))和Ti-0．8Ni—0．3Mo(存在縫隙時(shí)或在非氧化性介質(zhì)中)。

(1)在含硫和含鹽高的原油煉制中，鈦制設(shè)備是比較理想的。國外在常壓蒸餾裝置、污水處理設(shè)備、脫硫分離塔的冷凝器和汽提塔的散熱器等許多工序都成功選用鈦制設(shè)備多年。我國也已在該系統(tǒng)中采用鑄鈦海水泵、催化裂化分餾中的鈦制冷凝器、深冷分離鈦冷凝器和多孔鈦板等，都已正常操作運(yùn)行十年以上。

(2)氯化烴是石油化工的最大品種之一。由于涉及到氯化反應(yīng)，不銹鋼設(shè)備已難勝任。國外已用鈦材制造二氯甲烷精餾塔，三氯乙烷換熱器、冷凝塔和分餾塔，三氯乙烯冷凝塔，過氯乙烯換熱器和多氯化物盤管加熱器等。我國在氯乙烯生產(chǎn)中，冷卻塔、廢水汽提塔和廢水貯罐的塔板支承架、接管、法蘭密封面，采用了Ti-0．2Pd的襯里，已使用近十年未見腐蝕。而鈦管道、接頭和氣體分布器等都已采用鈦材多年。

(3)苯酚是石油化工的重要原料，以煉油氣中的丙烯和苯為原料，從異丙苯、過氧化異丙苯得到苯酚和丙酮，是一項(xiàng)新工藝。國外在十幾年前就采用鈦設(shè)備，我國此項(xiàng)工藝尚在開發(fā)之中。舊工藝用苯磺化堿溶液生產(chǎn)苯酚，我國已采用鈦制中和反應(yīng)釜、鈦盤管冷卻器和離子氮化鈦的攪拌器軸套，效果很好。

(4)在乙烯氧化成乙醛、乙醛氧化成乙酸和丙烯氧化合成丙酮的裝置中，除原料和產(chǎn)品有一定腐蝕性外，主要腐蝕介質(zhì)是催化劑，不銹鋼在其中腐蝕很快，唯有鈦具有良好耐蝕性。早在1963年美國就在乙烯氧化制乙醛生產(chǎn)中應(yīng)用鈦獲得成功。我國第一套乙烯氧化制乙醛裝置已于1976年投入使用，至今鈦設(shè)備的運(yùn)行情況良好。國外襯鈦反應(yīng)器高達(dá)9．6m、直徑為3m，還有換熱器、催化劑再生塔、乙醛溶液冷卻器等11臺(tái)鈦設(shè)備。我國在80年代以后，上海和吉林都分別引進(jìn)國外的乙烯氧化制乙醛的成套設(shè)備，其中許多設(shè)備和泵閥等都用鈦制造，較之不銹鋼有明顯優(yōu)點(diǎn)，使用效果十分滿意。丙烯氧化制丙酮的定型設(shè)計(jì)，鈦設(shè)備有12臺(tái)，一座年產(chǎn)3萬噸丙酮的工廠，鈦設(shè)備達(dá)40t。

(5)乙醛氧化制乙酸是我國的通用工藝，現(xiàn)已采用鈦材作為高沸物再沸器，一級(jí)品醋酸塔再沸器和冷凝冷卻器等多種設(shè)備。國外在精餾塔、分餾塔和蒸餾塔等都采用了鈦設(shè)備。尤其在低級(jí)烷烴氧化制乙酸時(shí)副產(chǎn)品較多，甲酸含量達(dá)8％，腐蝕性極強(qiáng)，此時(shí)用鈦代替不銹鋼，效果十分理想。

(6)對(duì)苯二甲酸是合成滌綸的原料，工業(yè)上用對(duì)二甲苯氧化法制取。不論高溫氧化還是低溫氧化均存在乙酸和溴化物的高溫腐蝕，在溫度高于135℃的介質(zhì)中，316L不銹鋼經(jīng)過幾十小時(shí)即發(fā)生點(diǎn)蝕。故設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定在135℃以上必須使用鈦材。北京石化總廠引進(jìn)全套鈦設(shè)備，包括氧化反應(yīng)釜、溶劑脫水塔、加熱器、冷凝器、再沸器等16臺(tái)。南京揚(yáng)子石化公司引進(jìn)年產(chǎn)45萬噸對(duì)苯二甲酸裝置,有56臺(tái)鈦設(shè)備和大量鈦管道閥門。上海石化總廠引進(jìn)的氧化反應(yīng)釜高32m，上直徑4m，下直徑5．3m，容積為505m，設(shè)備自重達(dá)175t。使用鈦材效果很好，推廣應(yīng)用前景光明。

(7)尿素是優(yōu)質(zhì)化肥，又是石油化工的原料。自1963年第一臺(tái)襯鈦尿素合成塔投產(chǎn)以來，目前已有近萬臺(tái)設(shè)備在全世界運(yùn)行，實(shí)踐表明襯鈦合成塔無明顯腐蝕。而316L不銹鋼的折算腐蝕速度為4．1—4．5mm／a。因此鈦材比不銹鋼具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。除了襯鈦尿素合成塔外，國內(nèi)從70年代以來，先后使用了C02汽提塔、換熱器、混合器和泵閥等。

鈦在石油化工中應(yīng)用廣泛，實(shí)例不勝枚舉 。