1、前言
鈦金屬的最大優(yōu)點(diǎn)就是非常耐腐蝕,有很好的硬度以及加工性能高等特點(diǎn)。但是鈦金屬的優(yōu)點(diǎn)是一把雙刃劍,由于鈦金屬的使用壽命長,能夠使用長達(dá)幾十年,使得很多以鈦為主材料的設(shè)備更新?lián)Q代較慢。所以,鈦金屬對(duì)于一些民用生產(chǎn)工業(yè)設(shè)備的更新有一定阻礙作用,鈦金屬的使用范圍還在不斷挖掘和發(fā)展中。鈦管在煉油化工行業(yè)的發(fā)展前景很廣,而且鈦的特點(diǎn)也符合煉油化工行業(yè),我國的煉油化工對(duì)于鈦的使用相對(duì)較少,相對(duì)于世界發(fā)達(dá)國家使用時(shí)間少了幾十年,所以我國煉油化工行業(yè)對(duì)鈦的應(yīng)用依舊在摸索中前進(jìn),對(duì)于鈦的使用依舊有待完善。
2、鈦在煉油化工行業(yè)各個(gè)方面的應(yīng)用
鈦管在煉油化工行業(yè)的使用最早在冷卻器上,由于煉油化工行業(yè)很多原料都帶有腐蝕性,這就使得一個(gè)活躍的金屬不適合做冷卻器。隨著社會(huì)科技不斷進(jìn)步,對(duì)于成本的控制以及煉油工藝的提高,使得鈦金屬在煉油化工行業(yè)的使用更為廣泛。
2.1 鈦應(yīng)用到原油蒸餾中
鈦在煉油化工的應(yīng)用更多是在防腐蝕的環(huán)節(jié)中,原油蒸餾頂部的冷卻系統(tǒng)通常會(huì)使用鈦管進(jìn)行防腐工作。通過原油蒸餾,可以將高沸點(diǎn)的重油通過熱進(jìn)行反映分餾,進(jìn)而得到輕油產(chǎn)品。但是,在原油蒸餾過程中,如果溫度超過121攝氏度,就會(huì)使原油中的氯化物一部分轉(zhuǎn)化成氫氯酸;溫度超過260 攝氏度就會(huì)使硫化物轉(zhuǎn)化成硫化氫,這些化學(xué)產(chǎn)物都具有極大的腐蝕性。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,如果把鈦應(yīng)用到冷凝器以及換熱器中,其腐蝕性極度接近于零,可以說忽略不計(jì)。所以,把鈦應(yīng)用到原油蒸餾中能夠有效減少
化合物的腐蝕性,大大提高煉油設(shè)備的壽命。
2.2 鈦應(yīng)用到加氫脫硫中
煉油化工行業(yè)中的加氫脫硫的過程中,要將溫度提高到343攝氏度,才能使得加氫原料發(fā)生化學(xué)催化反應(yīng),把有機(jī)硫轉(zhuǎn)在氫的作用下轉(zhuǎn)化成硫化氫、氯化氫、氨氣、水蒸氣等,之后通過冷卻、分離把多于的氫排除設(shè)備之外。鈦管也有有效防止硫化氫、氯化氫及氨氣的腐蝕,而且鈦也可以應(yīng)用到加氫脫硫的冷卻器中,鈦可以完美的代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬。
2.3 鈦可以作用與酸氣體去除
煉油化工行業(yè)在運(yùn)行過程中,酸氣體是一定要排除的,日常最常使用的就是乙醇胺溶液,乙醇胺可以分為單乙醇胺和二乙醇胺,可以分別吸收硫化氫以及二氧化碳。但是再沸器由于是加熱設(shè)備,使得再熱器相對(duì)于系統(tǒng)中其他部位更加容易被腐蝕。這就能體現(xiàn)出鈦管的重要性,由于鈦極不容易被腐蝕,將鈦管作用與單乙醇胺的再沸器是非常合適的,在國外一家煉油化工企業(yè),成功的將鈦管作為再沸器,時(shí)至今日依然沒有被腐蝕的情況。
2.4 鈦應(yīng)用于溶劑萃取
由于現(xiàn)如今萃取技術(shù)依然要依靠循環(huán)處理才能完成,在萃取的過程中腐蝕現(xiàn)象是非常嚴(yán)重的,這就能體現(xiàn)出鈦應(yīng)用到溶劑萃取中的作用?,F(xiàn)如今,很多萃取工藝都會(huì)采用溶劑或者蒸餾分離,通過一定的流程進(jìn)入到分離塔中,之后進(jìn)行一系列的提取,之后將提取物進(jìn)行有效收集,進(jìn)行再次冷卻、提取,進(jìn)行再使用。雖然一些萃取原料沒有腐蝕性效果,但是經(jīng)過一系列的循環(huán)使用,原料接觸氧氣的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生很多酸性物質(zhì),而酸性物質(zhì)具有極強(qiáng)的腐蝕效果;另外少許的硫化氫或其他活躍的化學(xué)物質(zhì)在循環(huán)過程中也會(huì)起到腐蝕效果。其重點(diǎn)腐蝕的對(duì)象就是冷卻器以及一些再生設(shè)備,鈦的防腐性能夠有效降低萃取過程中對(duì)設(shè)備的腐蝕效果,如果企業(yè)因成本問題無法直接更換鈦設(shè)備,可以將重點(diǎn)腐蝕部位進(jìn)行
更換,或者將設(shè)備內(nèi)部表面進(jìn)行鈦元素覆蓋,同樣也能降低腐蝕效果。
圖 1 酸氣去除系統(tǒng)
2. 5 鈦應(yīng)用于催化、裂化
煉油化工行業(yè)在日常的催化、裂化過程中是產(chǎn)生腐蝕性產(chǎn)物的重要環(huán)節(jié),原油中存在大量的硫化物,其在催化、裂化過程中會(huì)產(chǎn)生大量的硫化氫以及氮化物,這些化合物在水的作用下會(huì)產(chǎn)生腐蝕效果,催化、裂化過程中的溫度大約在40攝氏度~50 攝氏度之間,如果催化容器是碳鋼為主材料,腐蝕性化合物會(huì)對(duì)催化容器產(chǎn)生均衡腐蝕,甚至是“氫裂”現(xiàn)象。所以,在催化、裂化裝置中加入鈦元素有很好的防腐效果。美國最先將鈦使用在煉油化工行業(yè)中,很多美國煉化企業(yè)都將催化、裂化容器的分餾冷凝器、蒸餾反應(yīng)器、再次冷凝器都不同程度上使用了鈦元素,取得了不小的成就,而且煉化設(shè)備出現(xiàn)腐蝕性現(xiàn)象非常少,是煉油化工行業(yè)的一次技術(shù)革新。
3、結(jié)語
鈦元素被發(fā)現(xiàn)之初由于極不容易被腐蝕,被人們稱之為“不死金屬”,由于發(fā)掘量少,被列為稀有金屬的行業(yè),隨著科技不斷進(jìn)步,鈦更是被廣泛發(fā)掘,成為了金屬行列排行第七的元素,更是被煉油化工行業(yè)廣泛應(yīng)用。雖然我國的煉油化工行業(yè)的鈦設(shè)備相對(duì)世界發(fā)達(dá)國家有一定差距,但是隨著我國技術(shù)不斷發(fā)展,鈦廣泛應(yīng)用到煉油化工行業(yè)想必不難實(shí)現(xiàn),我國煉油化工行業(yè)勢必會(huì)有一場鈦金屬革命。
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