تحليل التطبيقات وآفاق تطوير التيتانيوم وسبائك التيتانيوم في الصناعة الكيميائية

 1.1 خلفية البحث وأهميته

الصناعة الكيميائية العالمية تتغير بسرعة. إنها تتجه نحو أن تكون حديثة وصديقة للبيئة وذكية. يتعين على هذه الصناعة أن تتعامل مع ظروف صعبة مثل الأشياء التي يمكن أن تؤدي إلى تآكل المعدات، ودرجات الحرارة والضغوط المرتفعة للغاية، والإنتاج الذي لا يتوقف أبدًا. ولهذا السبب، يجب أن تكون المواد المستخدمة في تصنيع المعدات جيدة حقًا. يعتبر التيتانيوم مادة مهمة حتى أن الناس يطلقون عليه اسم "المعدن الثالث". إنه مفيد جدًا في المجال الكيميائي لأنه يتمتع بالعديد من الخصائص الرائعة. لدى جمعية صناعة التيتانيوم الصينية بعض المعلومات. أنتجت الصين الكثير من مادة التيتانيوم بكمية 2024. 128,000 طن. وهذه صفقة لأنها تشكل 67% من مادة التيتانيوم المصنوعة في العالم كله. إذا نظرنا إلى كيفية استخدام مواد التيتانيوم، فإن الصناعة الكيميائية تستخدم أكثر من غيرها. في الواقع، تستخدم الصناعة الكيميائية 53.1% من جميع مواد التيتانيوم. وهذا يجعل الصناعة الكيميائية أكبر مستخدم لمواد التيتانيوم. لقد كان الأمر على هذا النحو لسنوات عديدة. إن إنتاج مادة التيتانيوم في الصين كبير حقًا. الصناعة الكيميائية هي أكبر مستخدم لمواد التيتانيوم.

عادةً ما تُصنع المعدات الكيميائية التقليدية من الفولاذ والحديد الزهر والمعادن غير الحديدية. يمكن أن تتلف المعدات الكيميائية المصنوعة من هذه المواد بسهولة عند استخدامها مع الأحماض أو القلويات القوية. كما يمكن أن تتضرر عند استخدامها مع الكلور. هذا يمكن أن يسبب تسربات ومشاكل أخرى. المعدات الكيميائية لن تدوم طويلا كما ينبغي. هذا يعني أن المعدات تحتاج إلى إصلاح كثيرًا. عندما لا تعمل المعدات بشكل صحيح، يمكن أن يتوقف الإنتاج. هذا ليس جيدا. ويمكن أيضا أن يسبب الحوادث. تؤذي البيئة. يمكن للمعدات الكيميائية. تسبب التلوث. المعدات الكيميائية التقليدية ليست جيدة في هذه الحالات. من ناحية أخرى، يمكن لمواد التيتانيوم أن تحل مشكلة التآكل في صناعة الكلور-القلويات بشكل فعال للغاية. تعتبر مواد التيتانيوم أفضل بكثير من معدات الفولاذ الكربوني في هذه الحالة. نحن بحاجة إلى إلقاء نظرة على كيفية عمل التيتانيوم وسبائك التيتانيوم في الصناعة الكيميائية. يعد هذا أمرًا مهمًا لتحسين المعدات وجعل الصناعة أكثر نظافة والحفاظ على سلامة الصناعة الكيميائية.

 1.2 حالة البحث في الداخل والخارج

بدأ الناس على المستوى الدولي بالبحث في استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم في المجال الكيميائي منذ فترة. لقد أصبحت الولايات المتحدة ودول أخرى مثل روسيا واليابان جيدة جدًا في صنع التيتانيوم وتحويله إلى أشياء. الولايات المتحدة هي في الواقع الأفضل في صنع سبائك التيتانيوم التي يمكنها مقاومة التآكل. لقد صنعوا سبائك التيتانيوم مثل Ti-6Al-4V التي تستخدم كثيرًا في أشياء مثل البتروكيماويات وتحلية مياه البحر. تمتلك روسيا الكثير من خام التيتانيوم، لذا تعلموا الكثير عن صنع حاويات التيتانيوم والمبادلات الحرارية. إنهم جيدون جدًا في صنع معدات التيتانيوم التي يمكنها التعامل مع الظروف القاسية والناس في جميع أنحاء العالم يعرفون ذلك. اليابان جيدة حقًا، في صنع أشياء مثل تركيبات أنابيب التيتانيوم الصغيرة وأجزاء الأجهزة الدقيقة لأنهم حذرون للغاية ودقيقون عندما يعملون على الأشياء.

في الصين صناعة التيتانيوم تنمو بسرعة. تعمل المؤسسات البحثية والشركات معًا لتصنيع مواد مثل التيتانيومغرام2وTA10 الذي يمكنه مقاومة التآكل. وهذا يعني أن الصين يمكنها الآن استخدام مواد التيتانيوم في المجالات الكيميائية التقليدية مثل صناعة الكلور-القلوي ورماد الصودا بدلاً من الاعتماد على بلدان أخرى في هذه المواد.

تحرز الصين تقدمًا في مواد التيتانيوم في الصناعة الكيميائية. عندما يتعلق الأمر بتصنيع الأشياء باستخدام التكنولوجيا، فقد أحرزنا تقدمًا في أشياء مثل لحام التيتانيوم وتشكيله بالطوابع واستخدام الحرارة لجعله أقوى. وهذا يعني أنه يمكننا الآن صنع الآلات والمعدات باستخدام التيتانيوم بمفردنا. نحن نتحدث عن معدات التيتانيوم هنا. هذه صفقة كبيرة لإنتاج التيتانيوم.

تحتاج الصين إلى العمل على سبائك التيتانيوم ومعدات التيتانيوم للحاق ببقية العالم. تعمل الصين مع الدول لتحسين صناعة التيتانيوم لديها. لقد حدث هذا بسبب اجتماعات مثل منتدى تطوير صناعة التيتانيوم في رابطة الدول المستقلة بالصين-. وفي هذه الاجتماعات، تتحدث الصين مع شركات جيدة حقًا في تصنيع التيتانيوم. وهذا يساعد الصين على التعلم منهم والتحسن في صناعة التيتانيوم. وتقترب الصين من أن تكون على نفس مستوى جودة هذه الشركات في تصنيع التيتانيوم. صناعة التيتانيوم في الصين تنمو حقًا بسبب هذا. وتتبادل الصين وهذه الشركات الأخرى الأفكار وتتعلم من بعضها البعض من خلال هذه الاجتماعات.

 1.3 محتوى البحث وطرقه

هذه الورقة تدور حول كيفيةالتيتانيوم وسبائك التيتانيوميتم استخدامها في الصناعة الكيميائية. إنه يبحث في كيفية عمل التيتانيوم وسبائك التيتانيوم في مهام مختلفة، وما يتم استخدامه عادةً لحل المشكلات التي يواجهها الأشخاص عند استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم وكيفية تحسينها. تستخدم الورقة إطارًا لتنظيم أبحاثها حول التيتانيوم وسبائك التيتانيوم. يدور البحث حول التيتانيوم وسبائك التيتانيوم. إنه ينظر إلى ما يجعلها مميزة من حيث الخواص الكيميائية. نريد أن نعرف مدى نجاحهم في التعامل مع العمليات الكيميائية.

نحن ننظر إلى كيفية استخدام التيتانيوم في صناعات مختلفة مثل الصناعة الكيميائية الأساسية وصناعة البتروكيماويات وصناعة الكيماويات الدقيقة. نريد أن نرى كيف يتم استخدامه في الحياة وما يتم استخدامه من أجله.

لضمان علمية البحث ودقته، تعتمد هذه الورقة مجموعة من طرق البحث المتعددة: أولاً، طريقة البحث الأدبي لفرز الأدبيات المحلية والأجنبية ذات الصلة بشكل منهجي، وتقارير الصناعة والمعايير المتعلقة بالتطبيق الكيميائي لمواد التيتانيوم، ووضع الأساس النظري؛ ثانياً، طريقة تحليل الحالة لتحليل ممارسات التطبيق في المجالات الكيميائية النموذجية، ومقارنة تأثيرات تطبيق مواد التيتانيوم مع المواد التقليدية واستخلاص الخبرة العملية؛ ثالثًا، طريقة التحليل المقارن لمقارنة الاختلافات بين مواد التيتانيوم والمواد التقليدية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والحديد الزهر من حيث الأداء والتكلفة وعمر الخدمة، مع توضيح مزايا التطبيق ونطاق مواد التيتانيوم؛ رابعًا، الطريقة الاستقرائية-الاستنباطية للتنبؤ بآفاق التطبيقات المستقبلية استنادًا إلى الوضع الحالي واتجاهات تطوير الصناعة لتطبيقات مواد التيتانيوم، مما يوفر مراجع لتطوير الصناعة.

 2.1 الخصائص الفيزيائية والكيميائية الأساسية للتيتانيوم وسبائك التيتانيوم

التيتانيوم هو نوع من المعدن يسمى المعدن الانتقالي. ورقمها 22. كثافة التيتانيوم هي 4.506-4.516 جم/سم³. وهذه نسبة منخفضة حقًا تبلغ حوالي 60% من كثافة الفولاذ. ولهذا السبب يعتبر التيتانيوم مادة معدنية خفيفة الوزن. التيتانيوم مفيد جدًا لأنه خفيف جدًا. عندما ننظر إلى بنية التيتانيوم يمكننا أن نرى أن له شكلين مختلفين. النموذج الأول يسمى -Ti. يحتوي على ترتيب خاص من الذرات المتجمعة بإحكام في شكل سداسي. هذا الشكل هو ما يشبه التيتانيوم عندما يكون باردًا أعني عندما تكون درجة حرارته أقل من 882 درجة. إنها جيدة حقًا في مقاومة التآكل. يمكن تشكيلها بسهولة.

النموذج الآخر يسمى -Ti. لديها ترتيب مختلف من الذرات التي يتم تجميعها معًا في شكل مكعب. وهذا الشكل هو ما يشبه التيتانيوم عندما تكون درجة حرارته أعلى من 882 درجة. إنه أقوى وأصعب بكثير من الشكل. يمكننا إضافة معادن، مثل الألومنيوم والفاناديوم والموليبدينوم والنيكل إلى التيتانيوم لصنع أنواع مختلفة من سبائك التيتانيوم. يمكن تصنيع سبائك التيتانيوم هذه على شكل سلسلة مثل النوع -، والنوع -، والنوع + -.

عندما تكون في الهواء أو حول الأشياء التي تحتوي على الأكسجين، تتشكل طبقة رقيقة من الأكسيد على سطحها. هذه الطبقة تسمى TiO₂. وهذا يعني أنها يمكن أن تتحمل الأشياء التي من شأنها أن تسبب التآكل عادة، مثل الأحماض والقلويات القوية وغاز الكلور الرطب وحتى مياه البحر. على سبيل المثال، عند وضع التيتانيوم في حمض الهيدروكلوريك القوي عند درجة حرارة 25 درجة فإنه يتآكل ببطء شديد بمعدل أقل من 0.1 ملم في السنة. من ناحية، يتآكل الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل أسرع بكثير، حيث يمكن أن يصل إلى عشرات المليمترات في السنة. تعتبر مواد التيتانيوم أيضًا جيدة جدًا في محلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 50٪ ويمكن أن تعمل بشكل جيد لفترة إذا كانت درجة الحرارة أقل من 100 درجة. التيتانيوم وسبائك التيتانيوم قوية حقًا. لديهم خصائص ميكانيكية. قوة التيتانيوم وسبائك التيتانيوم تشبه قوة الفولاذ القوي. يمكن أيضًا لسبائك التيتانيوم والتيتانيوم التعامل مع درجات الحرارة العالية، التي تزيد عن 400 درجة ودرجات الحرارة المنخفضة جدًا، وهو أمر مهم للتطبيقات الكيميائية.

 2.2 قدرة مواد التيتانيوم على التكيف مع ظروف التشغيل الكيميائية النموذجية

الصناعة الكيميائية لديها ظروف صعبة. إنه شديد التآكل ودرجة الحرارة والضغط مرتفعان جدًا. يجب أن تعمل الآلات طوال الوقت. وهذا يعني أن المواد المستخدمة في تصنيع المعدات يجب أن تكون قوية جدًا وقادرة على مقاومة التآكل.

تتطابق خصائص التيتانيوم وسبائك التيتانيوم مع الظروف الموجودة في الصناعة الكيميائية. وذلك لأن التيتانيوم وسبائك التيتانيوم لها خصائص تتناسب بشكل جيد مع ظروف الصناعة الكيميائية وهي:

تعتبر مواد التيتانيوم جيدة حقًا في التعامل مع التآكل. كما ترون، في الإنتاج الكيميائي هناك الكثير من الأشياء التي يمكن أن تسبب التآكل، مثل الحمض وحمض الكبريتيك وغاز هيدروكسيد الصوديوم والكلور والكلوريدات. هذه الأشياء يمكن أن تكون ضارة جدًا للمواد.. تحتوي مواد التيتانيوم على طبقة خاصة على السطح تمنع المواد المسببة للتآكل من ملامسة المادة الموجودة تحتها. هذا يعني أن المادة لا تتآكل. على سبيل المثال، في صناعة الكلور- القلوي، يستخدمون شيئًا يسمى المحلل الكهربائي لتصنيع غاز الكلور، وهو مادة أكالة للغاية.

يمكن لمواد التيتانيوم أن تتحمل هذا النوع من التآكل بسبب الطبقة الموجودة على سطحها. هذه الطبقة الخاصة تشبه الدرع الذي يحمي مواد التيتانيوم من التآكل. إن الشيء المتعلق بمعدات الفولاذ الكربوني هو أنها تحتاج إلى طلاءات خاصة لمنع الصدأ ولا تدوم طويلاً. من ناحية أخرى، تعتبر المحللات الكهربائية المصنوعة من التيتانيوم جيدة حقًا في مقاومة الأضرار الناجمة عن الكلور الرطب ويمكن أن تستمر لأكثر من 15 عامًا. عندما يتعلق الأمر بالمفاعلات والمبادلات الحرارية، فإنها عادة ما تستخدم في ظروف صعبة للغاية مع درجات حرارة عالية للغاية، غالبًا ما تكون أعلى من 300 درجة وضغوط عالية جدًا أحيانًا تصل إلى عدة ميجا باسكال. يعد هذا تحديًا لمعدات الفولاذ الكربوني التقليدية، لكن محللات التيتانيوم الكهربائية يمكنها التعامل معه. تعتبر المحللات الكهربائية المصنوعة من التيتانيوم خيارًا لأنها يمكن أن تقاوم التآكل وتدوم لفترة أطول وهو أمر مهم للمعدات المستخدمة في البيئات القاسية، مع درجات الحرارة والضغوط المرتفعة. التيتانيوم وسبائك التيتانيوم قوية حقًا عندما يتعلق الأمر بدرجات الحرارة. يمكنهم التعامل مع التعرض للأشياء الساخنة دون أن ينهاروا. وهذا يعني أنها يمكن أن تقاوم التآكل الناتج عن درجات الحرارة والضغط مما يساعد على منع تعرض المعدات للتلف أو التسرب.

التيتانيوم أفضل من الفولاذ في بعض النواحي. على سبيل المثال، يمكن للتيتانيوم تحمل درجات الحرارة والضغط دون أن يضعف وهو أمر مهم للمعدات التي تحتاج إلى التشغيل طوال الوقت. وهذا يعني أن المعدات المصنوعة من التيتانيوم يمكن أن تستمر في العمل لبعض الوقت دون الحاجة إلى إصلاح أو استبدال مما يقلل من عدد المرات التي تحتاج إلى إيقاف تشغيلها للصيانة. يعتبر التيتانيوم وسبائك التيتانيوم من الخيارات المتاحة للمعدات التي تحتاج إلى العمل بشكل جيد في ظل الظروف الصعبة.

عندما نفكر في أشياء خفيفة الوزن وموفرة للطاقة، فإن معظم معدات المواد الكيميائية تكون كبيرة حقًا. إن استخدام التيتانيوم لهذه الأشياء يمكن أن يجعلها أخف كثيرًا، مما يعني أن تكلفة وضعها وتحريكها أقل. يعد التيتانيوم أيضًا جيدًا جدًا في نقل الحرارة، لذا فهو يساعد المعدات مثل المبادلات الحرارية على العمل بشكل أفضل واستخدام الطاقة. أصبحت الصناعة الكيميائية أكثر صرامة فيما يتعلق بالسلامة وحماية البيئة، لذا يعد التيتانيوم خيارًا للمعدات الكيميائية لأنه آمن وجيد للبيئة. تعتبر مواد التيتانيوم خيارًا للمعدات الكيميائية. مقاومة التآكل لمواد التيتانيوم يمكن أن تقلل بشكل فعال من خطر تسرب التآكل، وتجنب التلوث البيئي وحوادث السلامة الناجمة عن تسرب الوسائط الضارة، وهو ما يتماشى مع اتجاه التنمية الخضراء لهذه الصناعة.

 3.1 التطبيقات والحالات في الصناعة الكيميائية الأساسية

 3.1.1 صناعة الكلور-القلويات

صناعة الكلور-القلويات قديمة جدًا. لقد تم استخدام مواد التيتانيوم لفترة طويلة جدًا. تصنع هذه الصناعة الأشياء باستخدام الكهرباء لتحليل كلوريد الصوديوم إلى غاز الكلور وغاز الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم وبعض الأشياء الأخرى. الطريقة التي يصنعون بها هذه الأشياء قاسية جدًا على المعدات لأنها شديدة التآكل ويجب أن تتعامل مع الكثير من الكهرباء.

تستخدم صناعة الكلور-القلوي مواد التيتانيوم في المعدات مثل الأشياء التي تعمل على تكسير كلوريد الصوديوم والأشياء التي تعمل على تبريده والأشياء التي تفصله. تستخدم بعض المعدات، مثل المحلل الكهربائي للأنود المعدني والمحلل الكهربائي بغشاء التبادل الأيوني-، الكثير من مواد التيتانيوم. تعتمد صناعة الكلور-القلوي على مواد التيتانيوم في هذه القطع من المعدات.

دعونا ننظر إلى الشركة التي تصنع الكلور وهيدروكسيد الصوديوم. كانت هذه الشركة تمتلك معدات مصنوعة من الفولاذ الكربوني مع طلاء لمنعه من التآكل. والمشكلة أن هذه المعدات لم تصمد طويلاً سوى حوالي 2 إلى 3 سنوات.. وفي كل عام كانت الشركة تضطر إلى التوقف عن استخدامها لعدة أيام لإصلاح الأضرار الناجمة عن التآكل. وهذا كلف الشركة الكثير من المال للمحافظة عليه.

أرادت الشركة إصلاح هذه المشكلة. لذلك قاموا باستبدال المعدات بأخرى جديدة مصنوعة من التيتانيوم Gr2. كما حصلوا أيضًا على مبردات وفواصل للكلور من التيتانيوم. كانت المحللات الكهربائية المصنوعة من التيتانيوم قادرة على الاستمرار لفترة طويلة بعد تغييرها. يمكنهم العمل لمدة تزيد عن 15 عامًا. لم تتآكل مبردات الكلور الرطبة كثيرًا. وهي تتآكل بمعدل يزيد عن 0.05 ملم في السنة. يمكن للمعدات أن تعمل بشكل مستمر لبعض الوقت. يمكن أن يستمر لمدة 12 شهرًا دون توقف. قبل ذلك كان يمكن أن يستمر لمدة 3 أشهر فقط. وفرت الشركة الكثير من المال على الصيانة. لقد وفروا حوالي 8 ملايين يوان سنويًا. عملت محللات التيتانيوم الكهربائية وغيرها من المعدات بشكل أفضل. زادت كفاءة إنتاج محللات التيتانيوم الكهربائية وغيرها من المعدات بنسبة 15%. كان هذا بمثابة تحسن بالنسبة للمحللات الكهربائية المصنوعة من التيتانيوم والمعدات الأخرى. في الوقت الحاضر، تستخدم الكثير من الشركات التي تصنع منتجات الكلور وهيدروكسيد الصوديوم في بلدنا معدات التيتانيوم. في الواقع، 25 إلى 30 بالمائة من معداتهم مصنوعة من التيتانيوم. بدأت الشركات المتوسطة الحجم أيضًا في استخدام التيتانيوم بدلاً من المواد الأخرى لمعداتها. إنهم ببطء. تغيير معداتهم القديمة إلى التيتانيوم.

 3.1.2 صناعة رماد الصودا

الطريقة التي يصنعون بها رماد الصودا معقدة حقًا. يتضمن ذلك الكثير من الخطوات مثل إضافة ثاني أكسيد الكربون إلى الأمونيا والماء والتخلص من الماء من كلوريد الأمونيوم وفصل الأشياء بالحرارة. إن المواد التي يستخدمونها لصنع رماد الصودا ضارة جدًا بالمعدات لأنها تحتوي على الكثير من كلوريد الأمونيوم والأمونيا وثاني أكسيد الكربون. هذه الأشياء يمكن أن تلحق الضرر بالمعدات حقًا. بعض المعدات مثل مبردات البلورات الجزء العلوي من برج التقطير حيث تقوم بتبريد الأمونيا وسخانات كلوريد الأمونيوم تتعرض للتلف الأكبر. التيتانيوم جيد جدًا في مقاومة هذا الضرر. لذا فإن الأشخاص الذين يصنعون رماد الصودا، يحبون استخدام التيتانيوم في المعدات.

كان مصنع رماد الصودا يحتوي على أنابيب من الحديد الزهر في المبردات مما يساعد على التخلص من الحرارة. سوف تتضرر هذه الأنابيب بسبب السائل الأم لكلوريد الأمونيوم. وهذا يعني أن الأنابيب ستستمر لمدة عامين فقط. وكان على المصنع أن يستبدلها كثيرًا، وهو ما كان يمثل مشكلة. لقد أوقف تشغيل الأشياء وكلف استبدال المعدات الكثير.

في عام 2022 قرر مصنع رماد الصودا استخدام أنابيب التيتانيوم TA10 لأنابيب الحديد الزهر. لقد قاموا أيضًا بإجراء بعض التغييرات على كيفية ملاءمة المعدات باستخدام لحام التيتانيوم. تم القيام بذلك لجعل مصنع رماد الصودا يعمل بشكل أفضل باستخدام أنابيب التيتانيوم. المعلومات التي حصلنا عليها من بيانات التشغيل تخبرنا أن معدل التآكل لأنابيب التيتانيوم TA10 في بيئة السائل الأم لكلوريد الأمونيوم منخفض حقًا، حيث يبلغ أكثر من 0.03 ملم سنويًا. وهذا يعني أن أنابيب التيتانيوم TA10 يمكن أن تدوم لأكثر من 20 عامًا.

تعتبر أنابيب التيتانيوم TA10 أيضًا جيدة جدًا في نقل الحرارة فهي أفضل بنسبة 20% من أنابيب الحديد الزهر. ولهذا السبب، نستخدم البخار أقل بنسبة 12% تقريبًا. وهذا يساعدنا على توفير الطاقة. يمكننا توفير حوالي 5 مليون يوان سنويًا باستخدام أنابيب التيتانيوم TA10. هذه الحالة هي مثال لكيفية استخدام مواد التيتانيوم في صناعة رماد الصودا. استخدام مواد التيتانيوم في صناعة رماد الصودا يمكن أن يجعل المعدات أكثر استقرارًا. كما أنه يساعد على توفير الطاقة وتقليل الاستهلاك. في ذلك الوقت يمكن تحسين الفوائد الاقتصادية. يعد استخدام مواد التيتانيوم في صناعة رماد الصودا أمرًا جيدًا حقًا لصناعة رماد الصودا لأنه يمكن أن يساعد في توفير الطاقة وتقليل الاستهلاك. وهذا ما تحتاجه صناعة رماد الصودا لتحقيق أهداف توفير الطاقة وتحسين المنفعة الاقتصادية بمواد التيتانيوم.

 3.2 التطبيقات في صناعة البتروكيماويات والألياف الكيماوية

صناعة البتروكيماويات والألياف الكيماوية لديها عملية إنتاج معقدة. ويشمل أشياء مثل تكرير النفط وتحويل الأوليفينات إلى بوليمرات وتصنيع البوليستر والنايلون. الأشياء التي يستخدمونها قاسية جدًا. وتتكون من النفط والبنزين والديزل والأحماض العضوية إلى جانب المواد المحفزة وأشياء أخرى. يتعين على صناعة البتروكيماويات والألياف الكيماوية أن تتعامل مع ظروف صعبة، مثل درجات الحرارة المرتفعة والمواد المسببة للتآكل. وهذا يعني أن المعدات المستخدمة في صناعة البتروكيماويات والألياف الكيماوية يجب أن تكون قوية جدًا وقادرة على تحمل درجات الحرارة. تحتاج صناعة البتروكيماويات والألياف الكيماوية إلى معدات يمكنها التعامل مع كل هذا. التيتانيوم وسبائك التيتانيوم مفيدة حقًا في هذا المجال. يتم استخدامها في الغالب لصنع أشياء مثل المبادلات الحرارية وخطوط الأنابيب والمفاعلات والأبراج. وذلك لأن التيتانيوم وسبائك التيتانيوم يمكن أن تساعد في حل المشاكل التي تحدث عندما تتآكل المواد التقليدية ولا تدوم طويلاً. التيتانيوم وسبائك التيتانيوم جيدة في إيقاف التآكل وجعل الأشياء أطول.

عندما نقوم بتكرير النفط، فإن المواد السيئة مثل الكبريتيدات والنيتريدات الموجودة في النفط الخام تشكل خليطًا مسببًا للتآكل. يؤدي هذا الخليط إلى إتلاف المبادلات الحرارية وأبراج التقطير وغيرها من المعدات. بدأت إحدى الشركات المصنعة للبتروكيماويات في استخدام المبادلات الحرارية المصنوعة من التيتانيوم من المبادلات الحرارية المعتادة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لنظام التبريد لبرج التقطير الجوي للنفط الخام. لقد قاموا بهذا التغيير لأن المبادلات الحرارية المصنوعة من التيتانيوم أفضل في التعامل مع الزيت. تعتبر عملية تكرير النفط الخام صعبة للغاية بالنسبة للمعدات، لذا أرادت الشركة استخدام شيء من شأنه أن يستمر لفترة أطول. لقد اختاروا مبادلات حرارية من التيتانيوم لنظام التبريد لبرج التقطير الجوي للنفط الخام. نتائج استخدام المبادلات الحرارية المصنوعة من التيتانيوم جيدة حقًا. يمكنهم العمل بشكل صحيح لفترة من الوقت في النفط الخام الذي يحتوي على الكبريت. معدل التآكل منخفض جدًا حيث يبلغ 0.04 ملم سنويًا. وهذا يعني أنه يمكن استخدام المبادلات الحرارية المصنوعة من التيتانيوم لمدة 3 إلى 5 مرات أطول من المبادلات الحرارية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ.

كما أن التيتانيوم خفيف جدًا لذا فهو يجعل المبادل الحراري أخف بنسبة 40%. وهذه مساعدة لأنها تجعل من السهل تركيب المعدات كما أن بناء هيكل الدعم لها أرخص. تعتبر المبادلات الحرارية المصنوعة من التيتانيوم خيارًا لأنها أخف وزنًا وتدوم لفترة أطول من المبادلات الحرارية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. في صناعة الألياف الكيماوية، نتعامل مع المواد الكيميائية القاسية مثل حمض تيريفثاليك وجلايكول الإيثيلين عندما نصنع البوليستر. المشكلة هي أن هذه المواد الكيميائية يمكن أن تأكل المعدات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مما قد يسبب تسربًا ويؤثر على جودة المنتج.

عندما بدأنا باستخدام مفاعلات وخطوط أنابيب التيتانيوم، أحدث ذلك فرقًا. المعدات أفضل بكثير في مقاومة التآكل، مما يعني وجود شوائب في منتج الألياف الكيميائية. وهذا يعني أيضًا أن المزيد من منتجاتنا تلبي المعايير بزيادة تتراوح من 3% إلى 5%.

والشيء الجيد الآخر هو أننا لا نضطر إلى صيانة المعدات، ففي كثير من الأحيان يمكننا قضاء أكثر من عامين دون إجراء أي صيانة، مما يوفر لنا الكثير من المال في تكاليف الصيانة، لمعدات الألياف الكيميائية.

 3.3 التطبيقات في صناعة الملح الكيميائي وغير العضوي

 3.3.1 الصناعة الكيميائية الدقيقة

هناك أنواع من المنتجات الكيميائية الدقيقة. طريقة صنع هذه المنتجات معقدة للغاية. أنها تنطوي على الكثير من التفاعلات الكيميائية. غالبًا ما تستخدم هذه التفاعلات الأحماض والقلويات القوية. كما أنهم يستخدمون المذيبات والمحفزات وما إلى ذلك. الظروف التي تحدث فيها هذه التفاعلات شديدة التآكل. من الضروري أن تكون نقيًا جدًا. يجب تصنيع المنتجات الكيميائية الدقيقة بطريقة ما. يجب أن تكون المنتجات أيضًا نقية. يمكن أن يساعد استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم في القيام بذلك. يعتبر التيتانيوم وسبائك التيتانيوم جيدة جدًا لصنع المنتجات الكيميائية بأمان. يمكنهم أيضًا المساعدة في الحفاظ على المنتجات نقية. في بعض الحالات، التيتانيوم وسبائك التيتانيوم هي المعادن التي يمكن استخدامها. وذلك لأن الظروف متطرفة للغاية.

يعد أكسيد البروبيلين مادة مهمة نستخدمها في صنع مواد كيميائية أخرى. لتصنيع أكسيد البروبيلين نستخدم عملية تسمى عملية الكلوروهدرين. نحن بحاجة إلى الكلور والبروبيلين للقيام بذلك. عندما نخلط هذه الأشياء معًا نحصل على بعض المواد السيئة مثل حمض الهيدروكلوريك وحمض الهيبوكلوروس. تعتبر هذه الأشياء صعبة جدًا على المعدات التي نستخدمها، لذا نحتاج إلى معدات يمكنها تحملها.

المشكلة هي أن الكلور السائل والبروبيلين قويان للغاية ويمكن أن يؤذيا الكثير من المواد. لا يمكننا استخدام مواد مثل الفولاذ المقاوم للصدأ لأنها ليست قوية بما فيه الكفاية. ولهذا السبب يتعين علينا استخدام مواد التيتانيوم لصنع المعدات اللازمة لإنتاج أكسيد البروبيلين.

التيتانيوم هو المادة التي يمكنها التعامل مع مهمة صنع أكسيد البروبيلين. نحن بحاجة إلى تصنيع معدات أكسيد البروبيلين من التيتانيوم بسبب المواد الكيميائية، مثل الكلور السائل والبروبيلين المستخدمة في هذه العملية. تستخدم الشركة التي تصنع مواد كيميائية خاصة مفاعلات وأنابيب وصمامات من التيتانيوم مصنوعة من TA2 لصنع أكسيد البروبيلين. وعندما ننظر إلى كيفية عمل هذه الأشياء نرى أن معدات التيتانيوم عملت بشكل جيد لفترة طويلة مع الكلور السائل والبروبيلين دون أن تتلف أو تتسرب. كان أكسيد البروبيلين الذي تم تصنيعه نقيًا جدًا بنسبة نقاء تصل إلى 99.9٪. كما أن المعدات تدوم لفترة طويلة تزيد عن 15 عامًا، مما يعني أن الشركة لم تضطر إلى استبدالها أو إصلاحها كثيرًا. وهذا وفر لهم الكثير من المال. ساعدهم في صنع أكسيد البروبيلين بأمان وكفاءة. كانت عملية إنتاج أكسيد البروبيلين آمنة وموثوقة للغاية بسبب مفاعلات التيتانيوم TA2 وغيرها من المعدات. تمكنت الشركة من إنتاج الكثير من أكسيد البروبيلين دون أي مشاكل ولعبت معدات التيتانيوم TA2 دورًا في ذلك.

 3.3.2 صناعة الملح غير العضوي

تشمل الصناعة التي تصنع الأملاح صناعة أشياء مثل الكلورات وأملاح البوتاسيوم والفوسفات. يستخدمون طرقًا مثل التحليل الكهربائي والتبخر والبلورة لصنع هذه المنتجات. يحتوي السائل الذي يستخدمونه على الكثير من الكلوريدات والكبريتات التي يمكن أن تلحق الضرر بالمعدات لأنها شديدة التآكل.

تستخدم صناعة الملح غير العضوي التيتانيوم وسبائك التيتانيوم لصنع معدات مثل المحلل الكهربائي والمبخرات ومولدات التفاعل. وذلك لأن التيتانيوم وسبائك التيتانيوم جيدة لهذا النوع من المعدات. يمكن لصناعة الملح غير العضوي أن تصنع المنتجات ويمكن أن تدوم المعدات لفترة أطول عندما تستخدم التيتانيوم وسبائك التيتانيوم. يعد استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم في صناعة الملح أمرًا جيدًا لإنتاج الأملاح غير العضوية، مثل الكلورات وأملاح البوتاسيوم والفوسفات.

كلورات الصوديوم منتج مهم يستخدم في الكثير من الأشياء مثل جعل الأشياء بيضاء اللون وقتل الجراثيم. يتم تصنيعه باستخدام عملية تسمى التحليل الكهربائي. الآلة التي تقوم بذلك تسمى المحلل الكهربائي. هذا هو الجزء الأكثر أهمية في العملية.

في الماضي، استخدم الناس نوعًا من المحلل الكهربائي الذي يحتوي على قطب كهربائي من الجرافيت ولكن هذا النوع من المحلل الكهربائي لا يدوم لفترة طويلة جدًا وليس جيدًا في أداء وظيفته.

الآن يستخدم الناس نوعًا من المحلل الكهربائي الذي يحتوي على أنود من التيتانيوم وهذا تحسن كبير.

على سبيل المثال، استخدمت إحدى الشركات التي تصنع كلورات الصوديوم هذه المحللات الكهربية واحتاجت إلى حوالي 15 طنًا من التيتانيوم لصنع 10000 طن من كلورات الصوديوم. يمكن استخدام أنودات التيتانيوم لفترة طويلة عادة حوالي 3 إلى 5 سنوات. وهذا أطول بكثير من أقطاب الجرافيت، وهو أقل بـ 6 إلى 8 مرات. تعتبر أنودات التيتانيوم أيضًا جيدة حقًا في المساعدة في التحليل الكهربائي، فهي تجعله أفضل بنسبة 10 إلى 15 بالمائة. حتى أنها تساعد في استخدام الطاقة، بحوالي 8 بالمائة أقل. وهذا يعني أنه يمكن للناس توفير حوالي 3 ملايين يوان كل عام من تكاليف الإنتاج، باستخدام أنودات التيتانيوم. يستخدم إنتاج ملح البوتاسيوم أيضًا مبخرات التيتانيوم. يتم استخدام مبخرات التيتانيوم هذه لتبخير وتركيز السائل الأم لكلوريد البوتاسيوم. والشيء الجيد في مبخرات التيتانيوم هو أنها تستطيع مقاومة تآكل كلوريد البوتاسيوم. وهذا يعني أن مبخرات التيتانيوم يمكن أن تستمر لأكثر من 10 سنوات. ونتيجة لذلك، لا يضطر الأشخاص إلى استبدال المعدات في كثير من الأحيان. وهذه ميزة استخدام مبخرات التيتانيوم في إنتاج ملح البوتاسيوم. تعتبر مبخرات التيتانيوم مفيدة جدًا للسائل الأم لكلوريد البوتاسيوم.

 3.4 التطبيقات في مجالات تحلية مياه البحر واستخلاص الهالوجين

مشكلة عدم توفر الماء تتفاقم. لذلك أصبحت تحلية مياه البحر وسيلة مهمة للتعامل مع حقيقة أننا لا نملك ما يكفي من المياه لتلبية احتياجاتنا. لصنع الماء من مياه البحر علينا القيام ببعض الأشياء. يتعين علينا تصفية مياه البحر ومن ثم استخدام التناضح والتقطير أيضًا.

مياه البحر والمياه المالحة المتبقية سيئة للغاية، ويمكن أن تسبب الكثير من الضرر للمعدات. وهذا يعني أن المواد التي نستخدمها لصنع المعدات يجب أن تكون قوية جدًا وقادرة على تحمل مياه البحر والمياه المالحة المتبقية. يجب أن تكون معدات تحلية مياه البحر مصنوعة من مواد يمكنها مقاومة التآكل بشكل جيد. التيتانيوم جيد جدًا في مقاومة التآكل الناتج عن مياه البحر. ولهذا السبب يتم استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم بكثرة في الأماكن التي يقوم الناس فيها بإخراج الملح من مياه البحر وفي الأماكن التي يحصلون فيها على الهالوجين من الأشياء. الأشياء الرئيسية المصنوعة من التيتانيوم هي عناصر مرشح التيتانيوم وصفائح مرشح التيتانيوم وشبكات التيتانيوم والمبادلات الحرارية المصنوعة من التيتانيوم. منتجات التيتانيوم هذه مفيدة جدًا في هذه المجالات. يعد التيتانيوم مادة جيدة لهذه الأشياء لأنه يمكنه تحمل مياه البحر دون أن يتضرر.

وفي مجال تحلية مياه البحر، تستخدم تحلية مياه البحر عملية تسمى التناضح. وهذه هي الطريقة التي تتم بها تحلية مياه البحر. يجب أن تكون المعدات التي تقوم بتصفية المياه في مرحلة معالجة مياه التحلية مياه البحر قوية حتى لا تتضرر من مياه البحر. كما يجب أن يكون قادرًا على تحمل الكائنات الحية التي يمكن أن تؤذيه. تستخدم محطة تحلية مياه البحر مرشحات مصنوعة من التيتانيوم وشبكات خاصة مصنوعة من التيتانيوم لتصفية المياه في المرحلة الأولى من معالجة مياه تحلية مياه البحر. تحتوي مواد التيتانيوم على طبقة تساعد على منع التآكل الناتج عن مياه البحر والأشياء التي تلتصق بها من المحيط. هذه الطبقة جيدة حقًا في تصفية الأشياء. إنه يعمل بشكل جيد أكثر من 95٪ من الوقت. لأن هذه المعدات المصنوعة من التيتانيوم والتي تستخدم لتصفية الأشياء يمكن أن تدوم لمدة تتراوح بين 8 إلى 10 سنوات. وهذا أطول بكثير من المعدات المصنوعة من الفولاذ والتي تدوم لمدة عامين فقط. وهذا يعني أنه يمكن استخدام معدات التيتانيوم لمدة 4 أو 5 مرات أطول من معدات الفولاذ المقاوم للصدأ. كما أن العناية بمعدات التيتانيوم أرخص كثيرًا حيث تكون التكاليف أقل بنسبة 60٪.

يوجد في مجال استخلاص الهالوجين من الأشياء سائل يسمى محلول ملحي يحتوي على الكثير من كلوريد الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم. عند استخراج المعادن النادرة أو المواد الخام الكيميائية، يتم وضع متطلبات عالية على مقاومة التآكل ودقة فصل المعدات. بفضل المقاومة الممتازة للتآكل وأداء الترشيح عالي الدقة-، يمكن لمعدات ترشيح التيتانيوم فصل الشوائب بدقة واستهداف المواد في الماء الملحي، وتحسين نقاء المنتج، كما تتمتع باستقرار قوي للمعدات، والذي يمكن أن يتكيف مع ظروف التشغيل لتقلبات تركيز الماء الملحي.

 4.1 المزايا الأساسية لمواد التيتانيوم في التطبيقات الكيميائية

تستخدم الصناعة الكيميائية سبائك التيتانيوم والتيتانيوم لأنها تتمتع ببعض المزايا مقارنة بالمواد التقليدية. هناك أربعة أسباب لذلك.

تعتبر سبائك التيتانيوم والتيتانيوم الأولى جيدة للغاية في مقاومة التآكل. يمكنهم تحمل الظروف القاسية مثل الأحماض القوية والقلويات القوية وغاز الكلور الرطب ومياه البحر. وهذا يعني أنه يمكن استخدامها في المواقف التي لا تعمل فيها المواد الأخرى. إن استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم يمكن أن يجعل المعدات أطول بكثير مما يقلل من خطر التسربات ويحافظ على سلامة الناس.

ثانيًا، تتمتع سبائك التيتانيوم والتيتانيوم بخصائص ميكانيكية جيدة. فهي قوية مثل الفولاذ عالي القوة-. فهي ثقيلة بنسبة 60٪ فقط. وهذا يجعلها مثالية لجعل المعدات أخف وزنًا مما يقلل من تكلفة التركيب والنقل والدعم. يمكن أيضًا لسبائك التيتانيوم والتيتانيوم أن تتحمل درجات الحرارة العالية والمنخفضة جدًا ويمكنها مقاومة التعب. وهذا يعني أنهم قادرون على التعامل مع الظروف الموجودة في المصانع الكيماوية.

ثالثًا، استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم يمكن أن يوفر للشركات الكثير من المال أثناء التشغيل. على الرغم من أن شرائها باهظ الثمن في البداية، إلا أنها تدوم لفترة أطول من المواد بمقدار 3 إلى 10 مرات. وهذا يعني أن الشركات لن تضطر إلى إنفاق الكثير من الوقت والمال على الصيانة والاستبدال.

رابعا التيتانيوم وسبائك التيتانيوم مفيدة للبيئة. يمكنهم المساعدة في تقليل التلوث عن طريق منع تسرب المواد الكيميائية. كما أنها خفيفة الوزن وجيدة جدًا في نقل الحرارة، مما يعني أنها يمكن أن تساعد في تقليل استهلاك الطاقة. وهذا يتماشى مع هدف الصناعات الكيميائية المتمثل في أن تكون أكثر مراعاة للبيئة وصديقة للبيئة.

 4.2 الاختناقات الموجودة في التطبيقات الكيميائية لمواد التيتانيوم

يتمتع التيتانيوم وسبائك التيتانيوم بالكثير من الأشياء التي تناسبهم عندما يتعلق الأمر بالتطبيقات الكيميائية.. هناك بعض الأشياء التي تعيقهم. أشياء مثل التكنولوجيا والتكلفة والموارد تمثل مشكلة. هناك الكثير من الأشياء التي تعيق استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم على نطاق واسع وفي الوظائف المهمة.

أولا، التيتانيوم وسبائك التيتانيوم غالية الثمن حقا. إن تصنيع سبائك التيتانيوم والتيتانيوم هي عملية. لصنع التيتانيوم عليك القيام بالكثير من العمل. يجب عليك استخدام طرق، مثل الكلورة أو التخفيض الحراري للمغنيسيوم لصنع التيتانيوم الإسفنجي. هذه الأساليب تستهلك الكثير من الطاقة. يستغرق وقتا طويلا. عندما نعمل مع التيتانيوم، علينا أن نكون حذرين للغاية في أشياء مثل اللحام وتشكيله. وهذا يعني أن تكلفة شراء التيتانيوم والآلات التي تعمل به أعلى بكثير من تكلفة المواد. وهذه مشكلة بالنسبة للشركات الصغيرة التي تصنع المواد الكيميائية لأنها لا تستطيع تحمل تكاليفها. هناك مشكلة أخرى وهي أننا لا نملك خام تيتانيوم عالي الجودة في بلدنا. الصين لديها الكثير من خام التيتانيوم. معظمها ليست ذات نوعية جيدة جدا. وعلينا أن نستورد هذه المادة، وهي خام التيتانيوم الغني بالمواد المفيدة. هذه صفقة لأن شراء مواد التيتانيوم ومعدات التيتانيوم باهظ الثمن حقًا في البداية. نحن بحاجة إلى تحسين معالجة خام التيتانيوم. سيساعدنا هذا في الحصول على المواد التي نحتاجها-لمواد التيتانيوم عالية الجودة بسهولة أكبر. والآن أصبح من الصعب الحصول على هذه المواد لأن العرض غير مستقر.

المشكلة الأخرى هي أن العرض والطلب على مواد التيتانيوم غير متوازنين. العديد من الشركات تصنع التيتانيوم. لا يستخدمه عدد كافٍ من الشركات لتصنيع منتجات عالية الجودة-. وهذا يعني أن لدينا الكثير من مواد التيتانيوم-المنخفضة الجودة وليس لدينا ما يكفي من المواد-الراقية.

نحتاج أيضًا إلى تحسين طريقة معالجة وتصميم مواد التيتانيوم. سيساعدنا هذا في تصنيع المنتجات وحل بعض المشكلات الأخرى التي نواجهها مع مواد التيتانيوم. مواد التيتانيوم مهمة جدا. نحن بحاجة إلى إيجاد طريقة لجعلها أفضل. العمل مع التيتانيوم أمر صعب للغاية. لدينا الكثير من المشاكل مع أشياء مثل اللحام والختم والمعالجة الحرارية. في بعض الأحيان يتضرر التيتانيوم عندما نحاول لحامه أو ينحني ويتغير شكله.

الطريقة التي نصمم بها معدات التيتانيوم في الصين ليست في الحقيقة نفس ما تفعله الدول الأخرى. كما أننا لا نملك القدرة على تصنيع معدات التيتانيوم للصناعة الكيميائية. لذا علينا أن نشتريه من الدول.

مشكلة أخرى هي أنه ليس لدينا نظام لإعادة تدوير التيتانيوم. أنها مكلفة للغاية ويصعب القيام بها. من الصعب إعادة تدوير مادة التيتانيوم لأنها تكلف الكثير وصعبة من الناحية الفنية. معدل إعادة تدوير مادة التيتانيوم في الصين منخفض جدًا الآن. إنه أكثر من 10 بالمائة. وهذا يعني أنه يتم إهدار الكثير من مواد التيتانيوم. والنتيجة هي أن استخدام مواد التيتانيوم يكلف أكثر. يمثل معدل إعادة تدوير مادة التيتانيوم في الصين مشكلة لأنه يؤدي إلى إهدار خطير للموارد. وهذا أيضًا يجعل تكلفة استخدام مواد التيتانيوم ترتفع.

 5.1 استراتيجيات تحسين الجودة والكفاءة للتطبيقات الكيميائية لمواد التيتانيوم

 5.1.1 استراتيجية خفض تكاليف التكنولوجيا

ولجعل مواد التيتانيوم ميسورة التكلفة ومفيدة، نحتاج إلى التركيز على التكنولوجيا. هذه هي الطريقة لخفض التكاليف وجعل التيتانيوم أكثر قدرة على المنافسة.

يجب أن ننظر إلى كيفية صنع التيتانيوم وإيجاد طرق لجعله أفضل. يمكننا استخدام طرق صهر التيتانيوم مثل استخدام الكهرباء أو الغازات الخاصة لجعل إنتاجه أرخص وأسرع.

سيساعدنا هذا على استخدام الطاقة والاستفادة القصوى من المواد المتوفرة لدينا. يمكننا أيضًا استخدام خام التيتانيوم الأقل جودة، مما يقلل من حاجتنا إلى الأشياء الجيدة.

كل هذا سيساعد على جعل إنتاج التيتانيوم أرخص. ستصبح مواد التيتانيوم ميسورة التكلفة ومفيدة أكثر عندما نجري هذه التغييرات على كيفية تصنيع التيتانيوم. من ناحية أخرى، تحسين عمليات معالجة مواد التيتانيوم، وتطوير تقنيات اللحام الفعالة، وتقنيات التشكيل الدقيقة وعمليات المعالجة الحرارية، وتحسين كفاءة معالجة مواد التيتانيوم، وتقليل نفايات المواد أثناء المعالجة، وتقليل صعوبة التصنيع وتكلفة معدات التيتانيوم. بالإضافة إلى ذلك، زيادة جهود البحث والتطوير بشأن-سبائك التيتانيوم منخفضة التكلفة، وتطوير سبائك تيتانيوم أكثر فعالية من حيث التكلفة-عن طريق إضافة عناصر سبائك رخيصة وتحسين نسب المكونات في ظل فرضية تلبية ظروف التشغيل الكيميائية، واستبدال-التيتانيوم النقي عالي الجودة وتوسيع نطاق تطبيق مواد التيتانيوم.

 5.1.2 استراتيجية تنسيق السلسلة الصناعية

يعد بناء نظام صناعي مع تطوير منسق في المراحل الأولية والنهائية ضمانة مهمة لكسر الاختناقات في التطبيقات الكيميائية لمواد التيتانيوم. أولاً، تعزيز-التعاون المتعمق بين مؤسسات تعدين خام التيتانيوم والصهر والمعالجة والتطبيقات الكيميائية، وإنشاء تحالف صناعي متكامل، وتحسين هيكل العرض والطلب، وتحقيق اتصال دقيق بين إمداد المواد الخام، والإنتاج والمعالجة، وتطبيق السوق، وتقليل التكاليف المتوسطة؛ ثانيًا، الاعتماد على منصات التعاون البحثي -الجامعية- لتعزيز البحث المشترك بين المؤسسات البحثية والمؤسسات، والتركيز على نقاط الضعف الأساسية مثل -الأبحاث والتطوير لسبائك التيتانيوم المقاومة للتآكل-، وتحسين تصميم معدات التيتانيوم، وتكنولوجيا الحماية من التآكل، وتسريع تحويل الإنجازات التكنولوجية، وتحسين المستوى الفني العام للصناعة؛ ثالثا، تعزيز التعاون والتبادلات الدولية، وتحسين القدرة التنافسية الأساسية لصهر التيتانيوم ومعالجته وتصنيع المعدات في الصين من خلال إدخال واستيعاب واستيعاب التكنولوجيات المتقدمة الدولية، وتوسيع السوق الدولية لتحقيق التوازن بين العرض والطلب المحلي؛ رابعًا، تحسين نظام إعادة تدوير مادة التيتانيوم، وتطوير تقنيات إعادة تدوير وتجديد مواد التيتانيوم الفعالة، وإنشاء شبكة إعادة التدوير، وتحسين معدل إعادة تدوير مادة التيتانيوم، وتشكيل نموذج اقتصادي دائري لإعادة تدوير "التعدين-إنتاج-التطبيق-"، وتقليل استهلاك الموارد وتكاليف التطبيق.

 5.2 آفاق التطوير المستقبلي للتطبيقات الكيميائية لمادة التيتانيوم

تشهد الصناعة الكيميائية تغيرًا ملحوظًا مع ظهور كل ما هو جديد -صديق للبيئة ومتطور. في ذلك الوقت أصبح الناس يتحسنون في صنع التيتانيوم. وهذا يعني أن التيتانيوم والخلطات التي نصنعها به سيتم استخدامها كثيرًا في الصناعة الكيميائية.

هناك أشياء ستحدث مع التيتانيوم في المستقبل. أولاً، ستستمر الصناعة الكيميائية في استخدام التيتانيوم كما تفعل الآن. وهذا يعني أن الشركات التي تصنع الأشياء، مثل الكلور-القلويات ورماد الصودا والبتروكيماويات ستظل بحاجة إلى الكثير من التيتانيوم. يتم استخدام مواد التيتانيوم بشكل متزايد في شركات الكيماويات المتوسطة الحجم-. إنهم يحلون محل المواد وهذا يساعد سوق مواد التيتانيوم على النمو بشكل مطرد.

ويتوسع استخدام مواد التيتانيوم أيضًا في المناطق. على سبيل المثال، تحتاج مواد الطاقة الكيميائية الجديدة مثل طاقة الهيدروجين وإنتاج بطاريات الليثيوم إلى معدات يمكنها مقاومة التآكل. تعتبر مواد التيتانيوم جيدة جدًا في هذا الأمر، لذا سيتم استخدامها كثيرًا في هذه المجالات.

مواد التيتانيوم لها بعض المزايا. فهي مقاومة للغاية للتآكل. فهي مستقرة جدا. وهذا يجعلها مثالية للاستخدام في معدات التفاعل فوق الحرجة والمواد الكيميائية الدقيقة.

سيتم استخدام مواد التيتانيوم بشكل عام كثيرًا في المستقبل. سيتم استخدامها في المجالات الناشئة وهذا سيساعد على نمو سوق مواد التيتانيوم. ستفتح مواد التيتانيوم فرصًا للنمو لأنها جيدة جدًا وتتحمل التآكل كما أنها مستقرة جدًا. على سبيل المثال، عندما نجهز طاقة الهيدروجين، يمكننا استخدام مواد التيتانيوم لصنع ألواح المحلل الكهربائي بغشاء تبادل البروتونات. وهذا يساعد المعدات لفترة أطول ومقاومة التآكل. يعد استخدام مواد التيتانيوم في تحضير الطاقة الهيدروجينية شيئًا.

ونرى أيضًا أن سوق الطاقة الهيدروجينية يتزايد باستمرار. مع تحسن التكنولوجيا وانخفاض التكاليف وبما أن جميع الشركات التي تعمل معًا لصنع مواد التيتانيوم تقوم بدورها، فستكون تكلفة استخدام مواد التيتانيوم في تحضير الطاقة الهيدروجينية أقل. وهذا يعني أن المزيد من الأشخاص سيبدأون في استخدام مواد التيتانيوم في تحضير الطاقة الهيدروجينية وسيستمر عدد الأشخاص الذين يستخدمونها في الارتفاع. في غضون 5 إلى 10 سنوات، من المحتمل أن يتم استخدام مواد التيتانيوم بشكل أكبر في المجال الكيميائي في الصين. من المرجح أن ترتفع كمية مواد التيتانيوم المستخدمة بنسبة 8 إلى 10 بالمائة كل عام. وهذا يعني أن سوق مواد التيتانيوم سوف يصبح أكبر وأكبر.

في ذلك الوقت، أصبحت معايير تصميم معدات التيتانيوم في الصين أقرب إلى المعايير الدولية. ولهذا السبب، ستتمكن الصين من صنع-معداتها المتطورة من التيتانيوم. وهذا شيء لأنه يعني أن الصين يمكنها التوقف عن الاعتماد على الدول الأخرى في هذه المعدات. سيتم أيضًا بيع معدات التيتانيوم الصينية إلى البلدان، مما يمثل فرصة كبيرة لسوق معدات التيتانيوم في الصين. سوف ينطلق سوق معدات التيتانيوم ومواد التيتانيوم في الصين حقًا.

تتناول هذه الورقة ميزات التيتانيوم وسبائك التيتانيوم. يتحدث عن أنواع المواقف التي يتم استخدامها عادةً وما الذي يجعلها جيدة وما هي المشكلات التي تواجهها. وتقترح الورقة أيضًا طرقًا لجعل التيتانيوم وسبائك التيتانيوم أفضل وأكثر كفاءة. وما قد يحدث لهم في المستقبل.

وجدت الأبحاث أن التيتانيوم وسبائك التيتانيوم جيدة حقًا في المواقف لأنها يمكن أن تقاوم التآكل بشكل جيد جدًا، فهي قوية جدًا وخفيفة الوزن. يمكنهم أيضًا التعامل مع درجات الحرارة العالية والمنخفضة جدًا. وهذا يعني أن التيتانيوم وسبائك التيتانيوم تعمل بشكل جيد في حالات مثل المواد الكيميائية ودرجات الحرارة المرتفعة والضغوط وعندما يتم تصنيع الأشياء طوال الوقت. يعتبر التيتانيوم وسبائك التيتانيوم جيدة في التعامل مع هذه الأنواع من الظروف بسبب المادة المصنوعة منها. تستخدم الصناعة الكيميائية هذه الأشياء كثيرًا في مجالات مثل صناعة الكلور والصودا. كما أنها تستخدم في النفط والأعمال الكيميائية الأخرى. حتى الأشخاص الذين يزيلون الملح من مياه البحر يستخدمونها. هذه الأشياء تساعد المعدات لفترة أطول وتعمل بشكل أفضل. وهذا يعني أنه يتعين على الأشخاص إصلاحها كثيرًا مما يوفر المال. تحاول الصناعة الكيميائية أن تكون أكثر صداقة للبيئة. هذه الأشياء تساعدهم على القيام بذلك. إنها مهمة حقًا لكي تعمل الصناعة الكيميائية بطريقة فعالة.

الآن تواجه مواد التيتانيوم بعض المشاكل الكبيرة. فهي مكلفة للغاية. ليس لدينا ما يكفي منهم. كما أننا لا نملك التكنولوجيا اللازمة للعمل مع مواد التيتانيوم، كما أن طريقة تصنيعها وبيعها ليست جيدة جدًا. وهذا يمنع استخدام مواد التيتانيوم من قبل الكثير من الناس.

يمكننا حل هذه المشكلات عن طريق جعل مواد التيتانيوم أرخص في التصنيع من خلال العمل مع الأشخاص الذين يصنعونها من خلال العمل مع بلدان أخرى وتسهيل إعادة تدوير مواد التيتانيوم. وهذا سيجعل مواد التيتانيوم أكثر فائدة للأشخاص الذين يرغبون في استخدامها في التطبيقات الكيميائية. ستكون مواد التيتانيوم أفضل للتطبيقات الكيميائية إذا قمنا بهذه الأشياء. في المستقبل سوف تتغير الصناعة الكيميائية كثيرًا وستحصل تكنولوجيا مواد التيتانيوم على الكثير. وبسبب هذا، سيظل الناس بحاجة إلى مواد التيتانيوم في المجالات الكيميائية الموجودة لدينا بالفعل. وسيبدأون في استخدامها أكثر فأكثر في مجالات جديدة. سوف يستمر سوق مواد التيتانيوم في النمو. ستكون مواد التيتانيوم مهمة جدًا لصنع المعدات ومساعدة الصناعة الكيميائية على أن تصبح أفضل وأقوى. ستحتاج الصناعة الكيميائية حقًا إلى مواد التيتانيوم للمضي قدمًا والتطور بطريقة ما. ستكون مواد التيتانيوم هي المفتاح لتحقيق ذلك.

يمنحنا البحث في هذه الورقة فكرة وبعض المساعدة الحقيقية لاستخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم في الصناعة الكيميائية. لكن التيتانيوم وسبائك التيتانيوم لا تزال تواجه بعض المشاكل. على سبيل المثال، عندما ننظر إلى كيفية تصنيع سبائك التيتانيوم لوظائف معينة فقط في الصناعة الكيميائية، فإن البحث حول سبائك التيتانيوم لا يتعمق بدرجة كافية في تفاصيل سبائك التيتانيوم. وهذا أمر يؤثر على استخدام التيتانيوم وسبائك التيتانيوم. في المستقبل، يمكن أن تركز المزيد من الأبحاث على تحسين تركيب -سبائك التيتانيوم عالية المقاومة للتآكل- والتصميم الرقمي وتصنيع معدات التيتانيوم، مما يوفر دعمًا فنيًا أكثر شمولاً للتطبيقات المتطورة -لمواد التيتانيوم في الصناعة الكيميائية.