Industria química y petroquímica. Aplicaciones de titanio

Relevancia

Entre otras industrias, uno de los consumidores más importantes de titanio es la química industrial. En términos de consumo de aleaciones de titanio, comparte las posiciones de liderazgo con la industria aeroespacial. No es ninguna novedad que uno de los principales problemas en la producción química es la protección contra la corrosión. Junto con el desarrollo tecnológico y el crecimiento continuo de la productividad, los costos de protección contra la corrosión y el reemplazo de equipos en caso de falla también están aumentando. Hoy en día, la solución más efectiva a estos problemas es el uso de nuevos materiales resistentes a la corrosión.

Ventajas de las aleaciones de titanio

Las aleaciones de titanio reemplazan efectivamente a materiales alternativos como:
1. Aleaciones de níquel (Halstelloy "B" y "C");
2. Acero de alta aleación, como X23H28MDZT;
3. Aceros inoxidables como X18H10T;
4. Metales raros y preciosos;
5. Metales no ferrosos (tantalio, platino, estaño, niobio, cobre);
6. Plásticos.

Un análisis comparativo de metales y aleaciones utilizadas en equipos químicos modernos mostró que las aleaciones de titanio aseguran la máxima reducción de los costos operativos y aumentan la operación sin problemas. Se hizo posible simplificar y mejorar los diseños. Se elimina el trabajo de revestimiento costoso y laborioso. El único inconveniente es la enorme inversión de capital necesaria para instalar equipos de titanio .

El primer uso de equipos de titanio demostró que es un material de construcción valioso para la fabricación de equipos básicos para la industria química y petroquímica . En 1954, Titanium Metals Corporation of America fue la primera empresa en utilizar titanio para revestir una mezcladora que funcionaba en una atmósfera de dióxido de cloro, lo que provocaba una rápida corrosión. Los equipos de titanio se producen en muchos países, como Bulgaria, Francia, Alemania, Italia, Japón, Rumania, Reino Unido, Estados Unidos, etc.

Usar

Hay una serie de industrias donde el uso de titanio prácticamente no es una alternativa. Estos son:

1. cloro, dióxido de cloro y ácido clórico;
2.Cáustico;
3 Potasio, cloruros de potasio y cloratos de potasio;
4. sodio;
5. Magnesio;
6. manganeso;
7. Perclorato de amonio;
8. Hipoclorito de calcio;
9. Tricloroacetato;
10. Herbicidas 2,4-D;
cloruro de cal; 11;
cloróxido de cobre; 12;
13. Cloruro de amonio;
14. Carnalita;
15. refrescos;
16. Sal de bertholita;
17. Sal de Glauber;
18. Urea;
ácido nítrico y sulfúrico; 19;
20. Ácido policloroacético; 20;
21. etilbenceno;
22. Isopropilbenceno;
23. Vidrio orgánico;
24. Cloruro de nitrosilo y melamina;
25. 2-3-dicloronaftopon, 1,4-paraoxidifimelamina;
26. Paranitroinilina, neozona D, isatin, chromolan;
27. Blanqueadores ópticos, polietileno y acetaldehído;
28. Cauchos sintéticos (cloronrepe, isoprepe);
29. Tiocol líquido, fibras de viscosa y caprolactamas;
30. Acetato de vinilo;
31. Resina epoxi;
32. Productos farmacéuticos como: (ácido gálico, tintura de yodo, extractos de tomillo, digolene peo, agua de pimienta, tanino, elixir de mama, soluciones inyectables).

Resistencia química

Hasta la fecha, existen más de 600 productos industriales en los que se ha estudiado bien la resistencia química del titanio. A pesar de esto, los ensayos de corrosión se realizan cuando se utilizan nuevas tecnologías debido a que las composiciones en la industria química tienden a ser multicomponentes. Por lo tanto, incluso los aditivos menores de cualquier sustancia pueden cambiar fundamentalmente el comportamiento frente a la corrosión del titanio. Las soluciones de ácidos minerales y los aditivos oxidantes tienen un efecto inhibidor sobre el titanio. Se ha demostrado en numerosas ocasiones que las piezas de titanio no se corroen durante 8 años en un ambiente que contiene ácido sulfúrico hasta 200 g/l, donde están presentes sales de cobre, níquel y hierro, a una temperatura de unos 80 °C. He aquí un ejemplo: una bomba de titanio puede operar en una planta que bombea ácido sulfúrico al 20 % a temperaturas de hasta 90 °C, y "comerá" solo 5 mm de corrosión en un año. Bombas similares en producción funcionan durante bastante tiempo en soluciones con 5-15% de ácido clorhídrico, que contiene una mezcla de cloruro de hierro y magnesio.

El titanio es muy resistente a la corrosión en cloro húmedo y derivados del cloro que pueden causar corrosión ulcerosa y agrietamiento por corrosión, así como en compuestos orgánicos que contienen oxígeno, cloro y en la mayoría de las soluciones de cloruro. Esta es la razón por la cual el titanio se usa tanto en la industria química para fabricar equipos. Sin embargo, ha habido algunos casos anómalos en los que, en la práctica, el titanio ha sucumbido a la corrosión en solución de cloro y cloruro. La corrosión a menudo ocurre donde hay grietas, huecos y hendiduras, muy a menudo es en aquellos lugares donde están conectados el colector y el electrolizador. Para evitar tales problemas, el equipo debe construirse racionalmente para mantener el riesgo de corrosión al mínimo.

En contacto con otros metales

El titanio se convierte en cátodo, por lo que en un ambiente agresivo aumenta la corrosión de otros metales que tienen contacto con él. Aquí hay un ejemplo. Acero inoxidable Cr18Ni10T o Cr17GSM2T más latón o bronce. A menudo, dicha corrosión es de naturaleza ulcerosa, su desarrollo depende del área de contacto.

Grados de titanio

Entre las aleaciones disponibles comercialmente, el grado más utilizado es BT1-0. Exactamente este grado tiene las mejores propiedades anticorrosivas a temperaturas de funcionamiento de hasta 350 °C. También se usa activamente la aleación AT-3, que fue desarrollada en IMET AS USSR por II Kornilov y colaboradores. En la mayoría de los casos, esta aleación tiene mayor resistencia a la corrosión que otras aleaciones (incluyendo BT1-0). Esta aleación también tiene mayores propiedades antifricción. A menudo se recomienda su uso en ambientes que contienen ácido fórmico, sulfúrico, clorhídrico, fosfórico incluso en el punto de ebullición. La aleación también tiene resistencia a la corrosión en los llamados entornos reductores que tienen una reacción alcalina. Se ha mostrado muy prometedor en la sustitución de aleaciones a base de níquel, platino y oro. Luego de estudiar las propiedades de aleaciones como la 4200 y 4201 y sus pruebas industriales, se recomienda su uso en la producción de tetracloruros y aminoácidos.

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