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化学工業におけるチタン材料の応用と利点

化学工業におけるチタン材料の応用と利点

2025-09-10

化学産業における具体的な用途

チタン材料は、主に腐食性の高い媒体を扱うほぼすべての化学サブセクターで使用されており、主に の形で使用されています。反応器、圧力容器、熱交換器、塔、パイプライン、継手、バルブ、ポンプ、アジテーター、電極

以下に典型的な用途シナリオをいくつか示します。

1. 苛性ソーダ産業(最大の化学用途)

苛性ソーダ産業は、苛性ソーダ、塩素、水素を生産しており、これらはすべて腐食性の高い媒体です。

  • 用途別機器:

    • イオン膜電解槽: チタンは、アノード室(塩素、塩酸、次亜塩素酸に曝露)、アノードプレート、冷却パイプのコア材料として使用されています。これは、化学産業におけるチタンの最大の用途です。

    • 湿式塩素ガス冷却器/熱交換器: チタンの耐食性により、高温湿式塩素ガス用のシェルアンドチューブまたはプレート型冷却器を製造するための唯一の経済的に実行可能な金属材料となっています。

    • 塩素ガススクラバー、乾燥塔、および供給パイプライン: チタンは、湿式および乾式塩素ガスを扱うシステム全体で広く使用されています。

2. ソーダ灰(炭酸ナトリウム)産業

  • 用途別機器:

    • 外部冷却器、コンデンサー、および冷却器: ソーダ灰の製造プロセスでは、媒体には高濃度の塩化物イオン(Cl⁻)とアンモニウムイオン(NH₄⁺)が含まれており、ステンレス鋼に深刻な孔食と応力腐食を引き起こします。チタン熱交換器は、この問題を完全に解決し、ステンレス鋼製の機器の1〜2年と比較して、20年以上の耐用年数があります。

3. 尿素産業

  • 用途別機器:

    • 尿素合成塔、高圧熱交換器、およびストリッピング塔: 尿素の製造は高温高圧下で行われ、中間生成物であるカルバミン酸アンモニウムは非常に腐食性が高いです。初期のステンレス鋼の使用には酸素不動態化保護が必要であり、耐用年数は限られていました。チタンライニングまたはオールチタン製の機器を採用することで、耐用年数が大幅に延長され、安全性と信頼性が向上します。

4. 硝酸産業

  • 用途別機器:

    • 硝酸リボイラー、コンデンサー、加熱コイル、ポンプ、およびバルブ: チタンは、さまざまな濃度と温度の硝酸(発煙硝酸を除く)において優れた安定性を示し、ステンレス鋼やアルミニウム合金よりも優れた耐食性を備えています。

5. 有機およびファインケミカル

  • 用途別機器:

    • 反応ケトル(ジャケットまたはコイル付き)およびコイル: 農薬、染料、医薬品中間体、化粧品(例:酢酸環境)などの製造に使用されます。塩化物、塩酸、有機酸などの腐食性媒体が関与する場合、チタン製の機器は純粋な反応環境を提供し、製品への金属イオン汚染を回避します。

    • PTA(精製テレフタル酸)製造: チタンは、酢酸媒体中の反応器と熱交換器を製造するための主要な材料です。

6. 海水冷却と脱塩

  • 用途別機器:

    • 発電所および化学プラント用海水冷却器: チタン管熱交換器は、海水浸食および腐食に対する比類のない耐性があるため、沿岸発電所および化学プラントの標準的な設備です。

    • 海水脱塩プラント: 多段フラッシュ(MSF)または低温多効果(MED)脱塩プラントの熱伝達管は、長期的な安定した水生産率を確保するために、ほぼ独占的にチタン管を使用しています。