کاربرد تیتانیوم در صنایع پالایش و شیمیایی: یک انتخاب عالی برای مقاومت در برابر خوردگی

یک ماده قابل اعتماد برای مقابله با خوردگی آب

تصفیه آب یک بخش ضروری در پالایشگاه های شما است. تعدادی از کارخانه ها در نزدیکی منابع آب شیرین قرار دارند، اما تصفیه آب برای جلوگیری و کاهش فرسایش در مواد سنتی مانند فولاد کربنی ضروری است. اما، مقررات زیست محیطی ایجاب می کند که پالایشگاه ها فاضلاب را که معمولاً بسیار خورنده هستند، بازیافت کنند. برای کاهش میزان تصفیه آب و کاهش هزینه های سایشی و نگهداری تجهیزات ناشی از خوردگی، انتخاب مواد مقاوم در برابر خوردگی مهم است. مقاومت عالی در برابر خوردگی تیتانیوم در برابر آب خورنده (یعنی آب دریا، آب شور و فاضلاب) آن را به بهترین گزینه تجهیزات مرتبط با آب برای تصفیه این آب تبدیل می کند. به عنوان مثال، در برخی از سیستم‌های مربوط به گردش آب و بازیابی فاضلاب، استفاده از مواد تیتانیوم می‌تواند به طور موثری طول عمر تجهیزات را افزایش دهد و مشکلات زیست‌محیطی مانند نشت‌های ناشی از خوردگی را کاهش دهد.

یک سد محکم در برابر خوردگی سولفید

نفت خام حاوی مقدار زیادی گوگرد است که عمدتاً به شکل ترکیبات است و مقدار کمی آن سولفید هیدروژن (H2S) است. در میادین نفتی، حذف کامل گوگرد دشوار است. پس از ورود به پالایشگاه، برخی از سولفیدهای نفت خام در شرایط گرمایش با دمای بالا و فشار بالا به H2S تبدیل می‌شوند. در همان زمان، H2S نیز از طریق هیدروژناسیون و دیگر واکنش‌های کاتالیزوری تولید می‌شود. سولفیداسیون و خوردگی حفره‌ای در محیط‌های با دمای{4} بالا، و همچنین ترک خوردگی ناشی از تنش سولفیدها، اشکال رایج و بسیار مخرب خوردگی در فرآیند پالایش هستند. تیتانیوم مقاومت معینی در برابر{6} گوگرد شدن در دمای بالا و خوردگی حفره ای و همچنین ترک خوردگی ناشی از تنش سولفیدها دارد. در فرآیند پالایش نفت، نمک و گوگرد موجود در نفت خام می تواند باعث خوردگی شدید تجهیزات فولاد ضد زنگ و آلیاژ مس شود. بنابراین، تیتانیوم برای ساخت تجهیزات کلیدی مانند مبدل های حرارتی، برج های تقطیر و راکتورهای پالایش نفت مورد نیاز است. لوله‌های تیتانیوم اغلب برای تصفیه{10}ضد خوردگی در سیستم خنک‌کننده بالای برج‌های تقطیر نفت استفاده می‌شوند. هنگام استفاده از فناوری تقطیر نفت خام برای تفکیک{12}روغن سنگین در دمای بالا برای به دست آوردن روغن سبک، دمای تقطیر بالاتر از 121 درجه، برخی از مواد حاوی کلر را به اسید کلریدریک تبدیل می‌کند، در حالی که دمای بالای 260 درجه، سولفیدها را به سولفید هیدروژن بسیار خورنده تبدیل می‌کند. نتایج تجربی مربوطه نشان می‌دهد که استفاده از تیتانیوم در کندانسورها و مبدل‌های حرارتی تقریباً می‌تواند خورندگی آن را نادیده بگیرد. لوله های تیتانیوم برای اولین بار در سال 1960 بر روی کندانسور بالای برج های تقطیر نفت خام اعمال شد و از آن زمان به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. ترکیب بسته‌های لوله تیتانیومی و ورق‌های لوله سال‌هاست که در ایالات متحده و بریتانیا مورد استفاده قرار می‌گیرد و به طور موثری خورندگی ترکیبات را کاهش می‌دهد و عمر مفید واحدهای پالایشی را تا حد زیادی افزایش می‌دهد.

مقاومت در برابر خوردگی در گوگرد زدایی هیدروژنه و گوگردزدایی هیدروژن

در فرآیند گوگردزدایی هیدروژنه در صنعت پالایش، باید دما را تا 343 درجه افزایش داد و سپس هیدروژن اضافی از طریق خنک سازی و جداسازی از دستگاه خارج می شود. در طی این فرآیند، تجهیزات با خوردگی ناشی از مواد خورنده مختلف مانند سولفید هیدروژن، کلرید هیدروژن و آمونیاک مواجه خواهند شد. لوله های تیتانیوم می توانند به طور موثر در برابر فرسایش این مواد مقاومت کنند و بنابراین به طور گسترده در تولید هیدروژن و خنک کننده های گوگرد زدایی استفاده می شوند و به طور موثر جایگزین فلزات سنتی می شوند. نفتی گتی در ایالات متحده در سال 1972 از لوله های تیتانیومی به عنوان مبدل حرارتی استفاده کرد و مقاومت آنها در برابر خوردگی کاملاً بدون هیچ مشکلی تأیید شده است.

ابزارهای مقاوم در برابر خوردگی در تصفیه گازهای اسیدی

گازهای اسیدی باید در پالایش و تولید شیمیایی تخلیه شوند. محلول آبی اتانول آمین رایج ترین نوع جاذب مورد استفاده است که عمدتاً شامل مونو اتانول آمین و دی اتانول آمین است که به ترتیب جاذب سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن هستند. اما بویلر نسبت به سایر قطعات در برابر فرسایش بسیار آسیب پذیرتر است زیرا بویلر یک تجهیزات گرمایشی است. به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی تیتانیوم، لوله تیتانیوم با بویلر مونو اتانول آمین ترکیبی عالی است که می تواند باعث صرفه جویی در عمر کاری دیگ بخار شود و تولید را به طور مداوم و پایدار ادامه دهد.

اقدامات کلیدی ضد خوردگی-در فرآیند استخراج و بازیافت

در فناوری استخراج صنایع پالایشی و شیمیایی، فرآیند بازیابی می تواند باعث خوردگی قابل توجهی شود. اکثر تکنیک‌های استخراج فعلی از حلال‌ها و تقطیر برای جداسازی استفاده می‌کنند و به دنبال آن یک سری استخراج در برج انجام می‌شود. برخی از عصاره ها به خودی خود خورده نمی شوند، اما در طی فرآیند بازیافت، مقدار زیادی اسید تولید می شود که اثر خورندگی قوی بر محیط زیست دارد. مقدار کمی از ترکیبات فعال مانند سولفید هیدروژن نیز می تواند اثر خورنده خاصی بر روی محیط داشته باشد. اهداف اصلی خوردگی برج های خنک کننده و تجهیزات بازیافت هستند. عملکرد ضد خوردگی تیتانیوم می تواند به طور موثری خوردگی تجهیزات را در حین استخراج کاهش دهد. اگر شرکت نتواند تجهیزات آلیاژ تیتانیوم را به موقع جایگزین کند، همچنین می تواند مقاومت در برابر خوردگی تجهیزات را با جایگزینی قطعات اصلی خورده شده یا پوشش داخلی تجهیزات با آلیاژ تیتانیوم بهبود بخشد.

محافظ خوردگی واحد ترک کاتالیستی

صنعت پالایش و شیمیایی حلقه مهمی در فرآیندهای کاتالیزوری و کراکینگ روزانه است که محصولات خورنده تولید می کند. تعداد زیادی سولفید در کروم وجود دارد

روغن Ude که مقدار زیادی از سولفید هیدروژن و ترکیبات نیتروژن را در طی فرآیندهای کاتالیز و ترک تولید می کند. این ترکیبات می توانند تحت تأثیر آب اثر خورنده داشته باشند. دما در طول فرآیند کاتالیز و ترک تقریباً بین 40 درجه سانتیگراد تا 50 درجه سانتیگراد است. اگر مخزن کاتالیزوری عمدتاً از فولاد کربنی ساخته شده باشد، ترکیبات خورنده باعث خوردگی متعادل و حتی پدیده "ترک هیدروژنی" روی ظرف کاتالیزوری می شود. بنابراین، افزودن تیتانیوم به واحد ترک خوردگی کاتالیزوری مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد. ایالات متحده اولین کشوری بود که از تیتانیوم در صنعت پالایش استفاده کرد. پالایشگاه گدی دلاور در ایالات متحده از بسته‌های لوله تیتانیوم در بخش شکسته‌کننده، کندانسور، کندانسور ثانویه و کندانسور دیبوتانایزر واحد کراکینگ کاتالیستی استفاده کرد که با نتایج خوب جایگزین فلزات سنتی شد و هیچ پدیده خوردگی یافت نشد.