Na produção industrial, a seleção de materiais tem um impacto crucial em muitos aspectos, como a eficiência da produção, a qualidade do produto e a vida útil do equipamento. No campo específico da produção de ureia, a liga de titânio tornou-se gradualmente um material-chave indispensável devido às suas vantagens únicas de desempenho, trazendo mudanças e melhorias significativas à produção de ureia.
Os requisitos rigorosos para materiais no ambiente de produção de ureia
No processo de produção de uréia, a reação de conversão do carbamato de amônio em uréia não é totalmente realizada, formando-se uma mistura contendo uréia, excesso de amônia e água. O produto intermediário solução de carbamato de amônio apresenta corrosividade extremamente forte sob condições de alta temperatura e alta pressão. Esta dura condição de trabalho impõe exigências extremamente altas aos equipamentos e materiais de produção. Os materiais comuns são difíceis de suportar ambientes corrosivos tão agressivos e estão sujeitos a danos, o que por sua vez afeta a continuidade e a estabilidade da produção e aumenta os custos de produção. Portanto, encontrar um material ideal que se adapte a esse ambiente especial tornou-se um problema urgente a ser resolvido na indústria de produção de uréia.
Vantagens exclusivas da liga de titânio na produção de uréia
A razão pela qual as ligas de titânio surgiram no campo da produção de ureia é principalmente devido à sua excelente resistência à corrosão. Por exemplo, embora o desempenho do aço inoxidável seja superior na resistência à corrosão da ureia em alta temperatura, sua resistência à corrosão da ureia diminui significativamente à medida que a temperatura aumenta. A taxa de corrosão do aço inoxidável dobra para cada aumento de 10 graus na temperatura. E a liga de titânio, porém, ainda é capaz de manter sua estabilidade química sob altas temperaturas, resistindo efetivamente à erosão média como a solução de carbamato de amônio, o que proporciona um grande prolongamento da vida útil do equipamento.
Além disso, o uso de ligas de titânio trouxe muitas conveniências ao processo de produção de ureia. Sob condições de alta temperatura e alta pressão, o uso de equipamentos de liga de titânio não requer sopro de oxigênio como outros equipamentos de material. Esse recurso não apenas simplifica o processo de operação de produção e reduz a dificuldade operacional, mas também melhora significativamente a taxa de síntese de uréia. Ao mesmo tempo, devido à melhor adaptabilidade dos equipamentos de liga de titânio às duras condições de trabalho, equipamentos de grande-escala tornaram-se possíveis, melhorando ainda mais a escala e a eficiência da produção e produzindo produtos de ureia de maior qualidade.
A ampla aplicação de liga de titânio em equipamentos de produção de ureia
Prática de aplicação nos Estados Unidos
A empresa americana de cadinhos acredita, por meio de pesquisas, que os equipamentos de titânio podem melhorar a eficiência do processo de ureia, porque os equipamentos de titânio podem operar de forma estável em altas temperaturas. Com base nesse entendimento, trocadores de calor de tubos de titânio e tubos de titânio são amplamente utilizados em fábricas que produzem uréia. Esses equipamentos de titânio resolvem efetivamente o problema de corrosão de equipamentos em ambientes-de alta temperatura, garantindo uma produção suave e melhorando a estabilidade e a confiabilidade de todo o sistema de produção de ureia.
Aplicações inovadoras no Japão
Na década de 1960, a Mitsui Toho Chemical Company, no Japão, aplicou de forma inovadora o titânio como material de revestimento em equipamentos de produção de ureia. Depois de realizar extensos experimentos e obter um conhecimento profundo da resistência à corrosão do titânio, a empresa adotou o titânio em sua torre de síntese de ureia e em vários equipamentos associados. Esta medida alcançou resultados significativos. Sob condições de alta temperatura e alta pressão, o uso de equipamentos revestidos de titânio elimina a necessidade de soprar oxigênio no equipamento de ureia no alto processo. Isto não só melhora a taxa de síntese, mas também facilita a operação do equipamento, resultando em uma melhoria significativa na qualidade dos produtos produzidos. Ao mesmo tempo, o equipamento também foi ampliado. A experiência bem-sucedida da Mitsui Toho Chemical Company no Japão levou à ampla adoção deste método de aplicação em todo o mundo.
Aplicações direcionadas na Itália
No processo de síntese de ureia, a torre de decapagem desenvolvida pela Companhia Nacional Italiana de Transporte de Gasodutos de Metano enfrenta desafios de corrosão mais severos. Na torre de decapagem, a ureia precisa ser separada dos produtos de reação do processo de produção e são utilizadas aminas, o que agrava ainda mais a corrosão. Para resolver este problema, a empresa adotou titânio na torre de decapagem, resolvendo efetivamente o problema de corrosão, garantindo o funcionamento normal da torre de decapagem e melhorando a eficiência de separação e a qualidade do produto da produção de ureia.
Exploração e Desenvolvimento da China
No início da década de 1970, a China também fez avanços significativos na fabricação de equipamentos de produção de ureia. A China projetou e fabricou uma torre de remoção de CO2 de 240.000 toneladas para ureia, que usa placas de aço composto de titânio explosivo para sua cabeça, tubo reto e placas de tubo superior e inferior, e contém tubos de titânio de 1361 31mm X 31mm. O equipamento foi colocado em produção em 1979 e aposentado em 1987. Está em operação há 1.310 dias e passou por 31.440 horas de produção química. A operação é basicamente boa, o que comprova plenamente a confiabilidade e durabilidade da liga de titânio em equipamentos de produção de uréia. Em 1990, a China projetou e fabricou uma torre de síntese revestida de titânio de 400 mm e a colocou em operação em Anyang. nas mesmas condições, a taxa de corrosão do titânio é uma ordem de grandeza menor que a do aço inoxidável 316L e pode ser aplicado a uma temperatura ainda mais alta, o que traz benefícios econômicos significativos nas áreas de eletricidade, vapor e conservação de água, e isso abrirá ainda mais a aplicação e o desenvolvimento de ligas de titânio no campo da produção de ureia na China.
Conclusão
Em resumo, devido à boa resistência à corrosão e boa estabilidade no ambiente de alta temperatura e alta pressão, as ligas de titânio têm sido amplamente aplicadas no campo de produção de uréia. Dos Estados Unidos, Japão, Itália à China, a prática de usar ligas de titânio em equipamentos de produção de uréia alcançou resultados significativos, não apenas melhorando a eficiência e a qualidade da produção da uréia, reduzindo os custos de produção, mas também promovendo o progresso contínuo da tecnologia de produção de uréia. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia e a melhoria adicional dos requisitos de desempenho dos materiais, as perspectivas de aplicação das ligas de titânio na produção de ureia e em outros campos industriais serão ainda mais amplas.
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