鈦在石化工業(yè)中的應用

鈦在石化工業(yè)中多用于制造化工設備。化工設備的選材問題相當重要，大量的壓力容器、貯槽、塔器、換熱器、管道乃至緊固件和連接件等等在工作條件下不僅要承受一定的載荷，而且要受到許多介質的強烈腐蝕，工作條件十分苛刻。在這種情況下，許多設備的選材只在常用不銹鋼的基礎上進行調整，已不能適應。而鈦及鈦合金的機械性能與不銹鋼相近,耐蝕性能則遠為優(yōu)異，為此，在重要的化工設備中鈦材逐漸以各種方式如襯鈦、鈦鋼復合以至全鈦得到應用。

我國鈦在石化工業(yè)的應用源于80年代初，上海金山石化總廠的乙烯裝置及芳烴提取裝置，蘭州煉油化工廠的苯胺鹽酸生產裝置由于鈦材的應用解決了長期困擾企業(yè)生產的腐蝕問題，隨后上海高橋石化、巴陵石化公司等都投入了大量的資金，在石化工業(yè)裝備中用到鈦材，并獲得良好的經濟效益及社會效益。

鈦在化工工業(yè)中的應用

由于鈦具有優(yōu)良的耐腐蝕性能、力學性能和工藝性能，被廣泛的應用于國民經濟許多部門。特別是在化工生產中，用鈦代替不銹鋼、鎳基合金和其它稀有金屬作為耐腐蝕材料,這對增加產量，提高產品質量，延長設備使用壽命、減少消耗、降低能耗、降低成本、防止污染、改善勞動力條件和提高生產率等方面都有十分重要的意義。

近年來，我國化工用鈦的范圍在不斷擴大，用量逐年增加，鈦已成為化工裝備中主要的防腐蝕材料之一。鈦作為一種用于化工裝置中的耐腐蝕結構材料，已經確立了它的地位，而且作為化工設備中的理想材料，鈦也愈來愈引起工程技術人員的重視。

一、氯堿工業(yè)

氯堿工業(yè)是重要的基本原料工業(yè)，其生產和發(fā)展對國民經濟影響很大。這是因為鈦對氯離子的耐腐蝕性能優(yōu)于常用的不銹鋼和其它有色金屬。目前氯堿工業(yè)中廣泛采用鈦來制造金屬陽極電解槽、離子膜電解槽、濕氯冷卻器、精制鹽水預熱器、脫氯塔、氯氣冷卻洗滌塔等。這些設備的主要零部件過去多采用非金屬材料（如石墨、聚氯乙烯等），由于非金屬材料的力學性能、熱穩(wěn)定性能和加工工藝性能不夠理想，造成設備笨重、能耗大、壽命短，并影響產品質量和污染環(huán)境。

因此，我國自70年代以來，開始陸續(xù)用金屬陽極電槽和離子膜電槽代替石墨電槽，用鈦制濕氯冷卻器代替石墨冷卻器，均取得良好的效果。

例如：鈦制濕氯冷卻器的應用。食鹽電解生產燒堿要產生大量的高溫濕氯氣，溫度一般在75~95℃，需要經過冷卻和干燥才能使用。 我國食鹽電解制取氯氣的生產,以前因為冷卻工藝不合理或因冷卻設備的腐蝕問題影響了氯氣產量和質量，而且還嚴重地污染了環(huán)境。耐高溫濕氯氣腐蝕的鈦制冷卻器投入生產，改變了氯堿工業(yè)中制取氯的生產面貌。鈦在高溫濕氯氣的環(huán)境中極耐腐蝕，鈦在常溫時的氯水中，腐蝕速率為0.000565mm/a;在80℃時的氯水中，鈦的腐蝕速率為0.00431mm/a；在含95%濕氯氣中，常溫下鈦的腐蝕速率為0.00096mm/a。許多氯堿廠使用了鈦制濕氯氣冷卻器，有的已使用了近20年，至今仍然完好無損。

二、純堿工業(yè)

純堿是最基本的化工原料之一，它直接關系到國民經濟的發(fā)展。純堿生產過程中，氣體介質多為NH3和CO2, 液體介質多為NaCl、NH4Cl、NH4HCO3和Cl- 濃度較高的溶液，使用碳鋼、鑄鐵材質進行碳酸化反應的碳化塔小管、熱母液冷卻器、冷卻器、結晶外冷器等主體設備，均不耐腐蝕，腐蝕泄漏嚴重，使用壽命不超過三年。1975-1977年，天津堿廠和大連化學工業(yè)公司建廠進行了鈦應用示范工作，碳化塔冷卻管Φ63×2mm、鈦平板換熱器、鈦外冷器、鈦泵、CO2透平壓縮機轉子、Ti-6Al-4V合金葉輪等的應用效果很好，這為全行業(yè)進行用鈦技術改造和新建三個年產60萬噸純堿廠起到了樣板作用。

例如：某純堿廠蒸餾塔頂部氨冷凝器應用純鈦管代替鑄鐵管。氨冷凝器是純堿生產過程中,將蒸餾塔蒸出的氨氣進行冷凝的設備，它由兩個鑄鐵冷卻箱組成,每個箱的直徑2.5m,高1.2m，

兩個箱共428根。管內外均用熱固性酚醛清漆防腐,管外介質為NH3、CO2、H2O蒸氣，溫度95℃左右。管內走NH4Cl母液，與管外介質進行換熱。在此條件下，鑄鐵管腐蝕嚴重，使用一年即有部分管子腐蝕穿孔，2年已腐蝕損壞嚴重，停止使用。為解決氨冷凝器內鑄鐵管嚴重腐蝕問題，將鑄鐵管全部替換為TA2

鈦管，規(guī)格為Φ60×2×3010mm，鈦管管端與鑄鐵花板間用O型橡膠圈密封。這是我國純堿工業(yè)第一臺蒸餾塔的冷卻小管采用純鈦管。投產使用二年多，曾抽管進行宏觀檢查，未發(fā)現腐蝕現象，預計使用壽命可達20年以上，可比鑄鐵管延長10倍。由于鈦管耐腐蝕，傳熱效率保持良好（鑄鐵管在3年一個大修期間，其傳熱效率前期好，中期差，后期就失效），管內NH4Cl母液預熱回收熱量，提高母液進入蒸餾塔的溫度，可節(jié)約大量蒸汽，經濟效益明顯。

鈦在醫(yī)藥行業(yè)中的應用

鈦作為一種新興的材料，在我國的制藥工業(yè)、醫(yī)療器械、人體植入物等領域的開發(fā)、使用不過近二十年的歷史。然而，卻獲得了極大的成功，并取得了顯著的社會效益及經濟效益，縮短了我國與世界先進國家的差距。