Ključne primjene i prednosti titana i titanovih legura u proizvodnji uree

Proizvodnja uree, neutralnog i učinkovitog dušičnog gnojiva, uključuje nekoliko složenih kemijskih reakcija. Konkretno, konverzija amonijevog karbamata u ureu nije potpuna i stoga zahtijeva učinkovito odvajanje od smjese koja sadrži ureu, višak amonijaka i vodu. S obzirom da je otopina amonijevog karbamata, međuprodukt koji nastaje pri visokim temperaturama i tlakovima, izrazito korozivna, odabir idealnog materijala je od posebne važnosti. Titan se u tom pogledu ističe svojim izvanrednim svojstvima.
Istraživanje tvrtke American Crucible pokazalo je da oprema od titana može značajno poboljšati učinkovitost procesa ureje. To je uglavnom zbog stabilnog ponašanja titana na visokim temperaturama. Nasuprot tome, nehrđajući čelik, iako ima dobru korozijsku otpornost na ureu pri niskim temperaturama, eksponencijalno povećava svoju brzinu korozije sa svakim porastom temperature od 10 stupnjeva. Kao rezultat toga, cijevni izmjenjivači topline od titana i cijevi od titana postali su nezamjenjiva i kritična oprema u postrojenjima za proizvodnju uree.

Davnih 1960-ih, japanska Mitsui East Pressure Chemical Company preuzela je vodstvo u primjeni titana kao materijala za oblaganje u proizvodnji uree. Nakon provjere otpornosti titana na koroziju kroz niz eksperimenata, tvrtka je odlučila u potpunosti usvojiti titan u tornju za sintezu uree i njegovoj pomoćnoj opremi. Ova inovativna inicijativa ne samo da je povećala stopu sinteze, već je i pojednostavila radni proces, poboljšala kvalitetu proizvoda i realizirala opremu velikih razmjera, koja je na kraju bila naširoko korištena u globalnom području proizvodnje uree.
U ključnom procesu sinteze uree, talijanska tvrtka Nationwide Methane Pipeline Transport također je odabrala titan za svoje tornjeve za odstranjivanje. To je zato što upotreba amina u tornju strippera za odvajanje ureje od reaktivnih produkata proizvodnog procesa dodatno pogoršava problem korozije. Izvrsna otpornost na koroziju titana učinila ga je idealnim izborom za rješavanje ovog problema.
Početkom 1970-ih Kina je također počela istraživati ​​primjenu titana u proizvodnji uree. U to je vrijeme Kina dizajnirala i proizvela toranj za uklanjanje uree s ugljikovim dioksidom od 240,000 tona, njegove ključne komponente kao što su glava, ravna cijev te gornja i donja cijevna ploča koriste se u eksplozivnom kompozitu titan-čelik pločastu tehnologiju i ugrađene titanske cijevi od 1,361 31mm × 31mm. Oprema je puštena u proizvodnju 1979. i stavljena izvan pogona 1987., tijekom čega je radila ukupno 1.310 dana i podvrgnuta je 31.440 sati kemijskih proizvodnih testova s ​​dobrim performansama. Nakon toga, 1990. godine, Kina je uspješno dizajnirala i proizvela toranj za sintezu obložen titanom od 400 mm, koji je pušten u rad u Anyangu. Pod istim uvjetima, stopa korozije titana je jedan red veličine niža od one od nehrđajućeg čelika 316L, a upotreba viših temperatura donosi značajne ekonomske koristi za poduzeće u smislu uštede energije, uštede pare i uštede vode.