Kľúčové aplikácie a výhody titánu a titánových zliatin pri výrobe močoviny

Výroba močoviny, neutrálneho a účinného dusíkatého hnojiva, zahŕňa niekoľko zložitých chemických reakcií. Najmä premena karbamátu amónneho na močovinu nie je úplná, a preto si vyžaduje účinnú separáciu zo zmesi obsahujúcej močovinu, nadbytok amoniaku a vodu. Vzhľadom na to, že roztok karbamátu amónneho, medziprodukt vznikajúci pri vysokých teplotách a tlakoch, je extrémne korozívny, je výber ideálneho materiálu obzvlášť dôležitý. Titán v tomto smere vyniká svojimi vynikajúcimi vlastnosťami.
Výskum spoločnosti American Crucible Company ukázal, že titánové zariadenie môže výrazne zlepšiť účinnosť procesu močoviny. Je to hlavne vďaka stabilnému správaniu titánu pri vysokých teplotách. Naproti tomu nehrdzavejúca oceľ, hoci má dobrú odolnosť proti korózii voči močovine pri nízkych teplotách, zvyšuje svoju rýchlosť korózie exponenciálne s každým zvýšením teploty o 10 stupňov. V dôsledku toho sa výmenníky tepla z titánových rúr a titánové potrubia stali nepostrádateľným a kritickým zariadením v závodoch na výrobu močoviny.

Japonská Mitsui East Pressure Chemical Company sa v 60. rokoch ujala vedenia v aplikovaní titánu ako obkladového materiálu pri výrobe močoviny. Po overení odolnosti titánu proti korózii sériou experimentov sa spoločnosť rozhodla plne použiť titán vo veži na syntézu močoviny a jej pomocných zariadeniach. Táto inovatívna iniciatíva nielen zvýšila rýchlosť syntézy, ale aj zjednodušila prevádzkový proces, zlepšila kvalitu produktu a zrealizovala rozsiahle zariadenie, ktoré sa nakoniec široko používalo v globálnej oblasti výroby močoviny.
V kľúčovom procese syntézy močoviny si talianska spoločnosť Nationwide Methane Pipeline Transport vybrala pre svoje stripovacie veže aj titán. Je to preto, že použitie amínov v stripovacej veži na oddelenie močoviny od reaktívnych produktov výrobného procesu ďalej zhoršuje problém korózie. Vynikajúca odolnosť titánu proti korózii z neho urobila ideálnu voľbu na vyriešenie tohto problému.
Začiatkom 70. rokov minulého storočia začala Čína skúmať aj využitie titánu pri výrobe močoviny. V tom čase Čína navrhla a vyrobila 240,000 ton močoviny s vežou na odstraňovanie oxidu uhličitého, pričom jej kľúčové komponenty, ako je hlava, rovná rúrka a horná a spodná rúrková doska, sa používajú pri výbuchu kompozitu titán - oceľ doskovou technológiou a vstavanými titánovými trubicami 1,361 31 x 31 mm. Zariadenie bolo zaradené do výroby v roku 1979 a vyradené z prevádzky v roku 1987, počas ktorých fungovalo celkovo 1 310 dní a prešlo 31 440 hodinovými skúškami chemickej výroby s dobrým výkonom. Potom, v roku 1990, Čína úspešne navrhla a vyrobila 400 mm titánom potiahnutú vežu na syntézu, ktorá bola uvedená do prevádzky v Anyangu. Za rovnakých podmienok je rýchlosť korózie titánu o jeden rád nižšia ako u nehrdzavejúcej ocele 316L a použitie vyšších teplôt, čo prináša významné ekonomické výhody pre podnik z hľadiska úspory energie, pary a vody.