鈦材在石油化工中應用

在石油化工企業中鈦換熱器、冷凝器及有關輔助設備已經成功地使用了20多年。鈦材中最常用工業純鈦(以TA2使用最廣泛)，Ti-6Al-4V(在需要一定強度時)和Ti-0.8Ni-0.3Mo(存在縫隙時或在非氧化性介質中)。當可能發生吸氫和氫脆時，尤其是焊區腐蝕和吸氫的情況下，需要使用低鐵(<0.05％)的鈦材。石油化工行業產品多，流程繁，現示例介紹鈦的應用:

(1)  在含硫和含鹽高的原油煉製中，鈦制設備是比較理想的。國外在常壓蒸餾裝置、污水處理設備、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備多年。我國也已在該系統中採用鑄鈦海水泵、催化裂化分餾中的鈦製冷凝器、深冷分離鈦冷凝器和多孔鈦板等，都已正常操作運行十年以上。

(2)  氯化烴是石油化工的最大品種之一。由於涉及到氯化反應，不銹鋼設備已難勝任。國外已用鈦材製造二氯甲烷精餾塔，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，採用了Ti-0.2Pd的襯裡，已使用近十年未見腐蝕。而鈦管道、接頭和氣體分佈器等都已採用鈦材多年。

(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，是一項新工藝。國外在十幾年前就採用鈦設備，我國此項工藝尚在開發之中。舊工藝用苯磺化鹼溶液生產苯酚，我國已採用鈦制中和反應釜、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，除原料和產品有一定腐蝕性外，主要腐蝕介質是催化劑，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製乙醛生產中應用鈦獲得成功。我國第一套乙烯氧化製乙醛裝置已於1976年投入使用，至今鈦設備的運行情況良好。國外襯鈦反應器高達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台鈦設備。我國在80年代以後，上海和吉林都分別引進國外的乙烯氧化製乙醛的成套設備，其中許多設備和泵閥等都用鈦製造，較之不銹鋼有明顯優點，使用效果十分滿意。丙烯氧化製丙酮的定型設計，鈦設備有12台，一座年產3萬噸丙酮的工廠，鈦設備達40t。

(5)  乙醛氧化製乙酸是我國的通用工藝，現已採用鈦材作為高沸物再沸器，一級品醋酸塔再沸器和冷凝冷卻器等多種設備。國外在精餾塔、分餾塔和蒸餾塔等都採用了鈦設備。尤其在低級烷烴氧化製乙酸時副產品較多，甲酸含量達8％，腐蝕性極強，此時用鈦代替不銹鋼，效果十分理想。

(6)對苯二甲酸是合成滌綸的原料，工業上用對二甲苯氧化法制取。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，在溫度高於135℃的介質中，316L不銹鋼經過幾十小時即發生點蝕。故設計規範規定在135℃以上必須使用鈦材。使用鈦材效果很好，推廣應用前景光明。

(7)尿素是優質化肥，又是石油化工的原料。自1963年第一台襯鈦尿素合成塔投產以來，目前已有近萬台設備在全世界運行，實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濟效益。除了襯鈦尿素合成塔外，國內從70年代以來，先後使用了C02汽提塔、換熱器、混合器和泵閥等。

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