Applications et avantages clés du titane et des alliages de titane dans la production d'urée

La production d’urée, un engrais azoté neutre et efficace, implique plusieurs réactions chimiques complexes. En particulier, la conversion du carbamate d'ammonium en urée n'est pas complète et nécessite donc une séparation efficace d'un mélange contenant de l'urée, de l'ammoniac en excès et de l'eau. Étant donné que la solution de carbamate d’ammonium, un produit intermédiaire généré à des températures et pressions élevées, est extrêmement corrosive, le choix du matériau idéal revêt une importance particulière. Le titane se distingue à cet égard par ses propriétés exceptionnelles.
Des recherches menées par l'American Crucible Company ont montré que les équipements en titane peuvent améliorer considérablement l'efficacité du processus d'urée. Cela est principalement dû au comportement stable du titane à haute température. En revanche, l’acier inoxydable, bien qu’il présente une bonne résistance à la corrosion par l’urée à basse température, augmente son taux de corrosion de façon exponentielle à chaque augmentation de température de 10 degrés. En conséquence, les échangeurs de chaleur à tubes de titane et les canalisations en titane sont devenus des équipements indispensables et critiques dans les usines de production d’urée.

Dans les années 1960, la société japonaise Mitsui East Pressure Chemical Company a pris l'initiative d'utiliser le titane comme matériau de revêtement dans la production d'urée. Après avoir vérifié la résistance à la corrosion du titane grâce à une série d'expériences, l'entreprise a décidé d'adopter pleinement le titane dans la tour de synthèse d'urée et ses équipements auxiliaires. Cette initiative innovante a non seulement augmenté le taux de synthèse, mais a également simplifié le processus opérationnel, amélioré la qualité du produit et réalisé un équipement à grande échelle, qui a finalement été largement utilisé dans le domaine mondial de la production d'urée.
Dans le procédé clé de la synthèse de l'urée, la société italienne Nationwide Mthane Pipeline Transport a également choisi le titane pour ses tours de stripping. En effet, l'utilisation d'amines dans la tour de stripping pour séparer l'urée des produits réactifs du processus de production aggrave encore le problème de la corrosion. L'excellente résistance à la corrosion du titane en fait le choix idéal pour résoudre ce problème.
Au début des années 1970, la Chine a également commencé à explorer les applications du titane dans la production d’urée. À cette époque, la Chine concevait et fabriquait une tour de décapage de dioxyde de carbone de 240 000 tonnes d'urée. Ses composants clés tels que la tête, le tube droit et les plaques tubulaires supérieure et inférieure sont utilisés dans l'explosion du composite titane-acier. technologie de plaque et tubes en titane intégrés de 1,361 31 mm × 31 mm. L'équipement a été mis en production en 1979 et mis hors service en 1987, période pendant laquelle il a fonctionné pendant un total de 1 310 jours et a subi 31 440 heures de tests de production chimique avec de bonnes performances. Après cela, en 1990, la Chine a conçu et fabriqué avec succès une tour de synthèse revêtue de titane de 400 mm, qui a été mise en service à Anyang. Dans les mêmes conditions, le taux de corrosion du titane est d'un ordre de grandeur inférieur à celui de l'acier inoxydable 316L et l'utilisation de températures plus élevées, apportant ainsi des avantages économiques significatifs à l'entreprise en termes d'économie d'énergie, d'économie de vapeur et d'eau.