钛在石油化工中的应用

钛在石油化工中的应用——钛换热器、冷凝器及有关辅助设备

钛在石油化工中的应用发展已经有20多年的历史了

       钛材中最常用工业纯钛(以TA2使用最广泛)，Ti-6Al—4V(在需要一定强度时)和Ti-0．8Ni—0．3Mo(存在缝隙时或在非氧化性介质中)。当可能发生吸氢和氢脆时，尤其是焊区腐蚀和吸氢的情况下，需要使用低铁：

(1)在含硫和含盐高的原油炼制中，钛制设备是比较理想的。国外在常压蒸馏装置、污水处理设备、脱硫分离塔的冷凝器和汽提塔的散热器等许多工序都成功选用钛制设备多年。我国也已在该系统中采用铸钛海水泵、催化裂化分馏中的钛制冷凝器、深冷分离钛冷凝器和多孔钛板等，都已正常操作运行十年以上。 

(2)氯化烃是石油化工的最大品种之一。由于涉及到氯化反应，不锈钢设备已难胜任。国外已用钛材制造二氯甲烷精馏塔，三氯乙烷换热器、冷凝塔和分馏塔，三氯乙烯冷凝塔，过氯乙烯换热器和多氯化物盘管加热器等。我国在氯乙烯生产中，冷却塔、废水汽提塔和废水贮罐的塔板支承架、接管、法兰密封面，采用了Ti-0．2Pd的衬里，已使用近十年未见腐蚀。而钛管道、接头和气体分布器等都已采用钛材多年。 

(3)苯酚是石油化工的重要原料，以炼油气中的丙烯和苯为原料，从异丙苯、过氧化异丙苯得到苯酚和丙酮，是一项新工艺。国外在十几年前就采用钛设备，我国此项工艺尚在开发之中。旧工艺用苯磺化碱溶液生产苯酚，我国已采用钛制中和反应釜、钛盘管冷却器和离子氮化钛的搅拌器轴套，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装置中，除原料和产品有一定腐蚀性外，主要腐蚀介质是催化剂，不锈钢在其中腐蚀很快，唯有钛具有良好耐蚀性。早在1963年美国就在乙烯氧化制乙醛生产中应用钛获得成功。我国第一套乙烯氧化制乙醛装置已于1976年投入使用，至今钛设备的运行情况良好。国外衬钛反应器高达9．6m、直径为3m，还有换热器、催化剂再生塔、乙醛溶液冷却器等11台钛设备。我国在80年代以后，上海和吉林都分别引进国外的乙烯氧化制乙醛的成套设备，其中许多设备和泵阀等都用钛制造，较之不锈钢有明显优点，使用效果十分满意。丙烯氧化制丙酮的定型设计，钛设备有12台，一座年产3万吨丙酮的工厂，钛设备达40t。

(5)乙醛氧化制乙酸是我国的通用工艺，现已采用钛材作为高沸物再沸器，一级品醋酸塔再沸器和冷凝冷却器等多种设备。国外在精馏塔、分馏塔和蒸馏塔等都采用了钛设备。尤其在低级烷烃氧化制乙酸时副产品较多，甲酸含量达8％，腐蚀性极强，此时用钛代替不锈钢，效果十分理想。

(6)对苯二甲酸是合成涤纶的原料，工业上用对二甲苯氧化法制取。不论高温氧化还是低温氧化均存在乙酸和溴化物的高温腐蚀，在温度高于135℃的介质中，316L不锈钢经过几十小时即发生点蚀。故设计规范规定在135℃以上必须使用钛材。北京石化总厂引进全套钛设备，包括氧化反应釜、溶剂脱水塔、加热器、冷凝器、再沸器等16台。南京扬子石化公司引进年产45万吨对苯二甲酸装置,有56台钛设备和大量钛管道阀门。上海石化总厂引进的氧化反应釜高32m，上直径4m，下直径5．3m，容积为505m，设备自重达175t。使用钛材效果很好，推广应用前景光明。

(7)尿素是优质化肥，又是石油化工的原料。自1963年第一台衬钛尿素合成塔投产以来，目前已有近万台设备在全世界运行，实践表明衬钛合成塔无明显腐蚀。而316L不锈钢的折算腐蚀速度为4．1—4．5mm／a。因此钛材比不锈钢具有更好的经济效益。除了衬钛尿素合成塔外，国内从70年代以来，先后使用了C02汽提塔、换热器、混合器和泵阀等。