Ketahanan korosi titanium yang unggul terhadap air laut dan kekuatan tinggi menjadikannya bahan terbaik untuk industri desalinasi di tahun-tahun ini.Ada dua kategori teknologi dasar untuk sistem desalinasi: proses membran (terutama reverse osmosis) dan distilasi termal (evaporasi).Distilasi termal dibagi menjadi tiga sub kategori: evaporasi kilat multi-tahap (MSF), evaporasi efek ganda (MED), dan kompresi uap mekanis (MVC).Titanium menemukan sebagian besar aplikasinya dalam kategori distilasi termal, digunakan untuk tabung, katup dan penukar panas pelat.Sebaliknya, titanium hanya digunakan terbatas dalam sistem reverse osmosis, terutama di kepala pompa.
Distilasi termal adalah teknologi desalinasi utama yang digunakan di Timur Tengah.Dua proyek desalinasi distilasi termal terbesar di dunia berlokasi di Arab Saudi.Pabrik desalinasi MSF Ras Al-Khair, selesai pada tahun 2014, membutuhkan 6.000 metrik ton titanium, menyediakan 1 juta meter kubik per hari (m3/hari) air untuk 3,5 juta orang di wilayah Riyadh Arab Saudi dan tambahan pasokan 25.000 m3/hari ke Kompleks Aluminium Ma'aden.Tiga puluh persen dari output pabrik ini dihasilkan oleh reverse osmosis.Pabrik MSF Yanbu 3, selesai pada Maret 2016, memasok 550.000 m3/hari air ke hampir 2 juta orang di kota industri Yanbu dan wilayah Medina di dekatnya.Setiap pabrik desalinasi di Arab Saudi menggunakan antara 5.000 dan 6.000 metrik ton titanium. Desalinasi adalah pasar pertumbuhan industri moderat untuk titanium, dengan permintaan tahunan sekitar 500 metrik ton.
Untuk desalinasi termal, teknologi MSF ditentukan untuk pipa berdiameter luar (OD) besar (di atas 40mm) dan pipa panjang (di atas 20m).Tabung untuk MED lebih dekat ke tabung pembangkit listrik, dengan OD 25mm dan panjang sekitar 13m.Tabung transfer panas adalah inti dari proses MSF, dan pabrik MSF biasanya menawarkan rentang hidup 40 tahun yang andal.MSF biasanya memiliki jangkauan operasi lebih dari 110 C (230 F).Titanium dianggap sebagai bahan terbaik untuk teknologi ini di Arab Saudi, bersaing dengan tembaga/nikel dan aluminium/kuningan.Sedangkan untuk MED, air laut disemprotkan di bagian luar tabung titanium dan uapnya dikondensasikan di dalam tabung.Seperti namanya, ada beberapa tahap penguapan dan kondensasi dalam proses MED.Di MED, pemanas awal air umpan dan pipa kondensor akhir terbuat dari titanium.Rentang pengoperasian untuk MED adalah 65 hingga 75 C (150 hingga 170 F).Untuk MFS, titanium bisa mencapai 0,7mm untuk dinding tabung, sedangkan di MED tujuannya mencapai 0,4mm.Semua pembangkit desalinasi termal digabungkan dengan pembangkit listrik ketika uap buang dari turbin merupakan sumber energi untuk desalinasi.Akibatnya, pembuangan air aliran balik ini bermasalah.Desalinasi termal dapat digunakan untuk membersihkan aliran balik air, memungkinkannya untuk digunakan kembali untuk proyek fracking lainnya.Ini menciptakan pasar baru untuk teknologi desalinasi.Titanium jelas merupakan bahan pilihan untuk aplikasi ini.