MTP反應(yīng)器常見問題分析及處理方法

何小平　權(quán)曉軍　李文龍

摘 要：MTP反應(yīng)器是甲醇制丙烯裝置的關(guān)鍵靜設(shè)備，結(jié)構(gòu)為6級(jí)絕熱式固定床反應(yīng)器，它主要是將上游二甲醚產(chǎn)品在沸石催化劑的作用下反應(yīng)生成含有大量丙烯的混合芳烴類物質(zhì)；主要內(nèi)件包括分布器、液相膨脹節(jié)、氣液相分布管、噴嘴、支撐格柵等。文章針對(duì)反應(yīng)器檢修過程中常出現(xiàn)的問題，從工藝運(yùn)行、設(shè)備材質(zhì)、檢修質(zhì)量等方面分析原因，制定對(duì)應(yīng)的解決方案。

關(guān)鍵詞：分布器；膨脹節(jié)；斷裂；改進(jìn)方法

1 設(shè)備概況

1.1 設(shè)備主要內(nèi)件概況（表1）

1.2 設(shè)備主要運(yùn)行指標(biāo)（表2）

1.3 設(shè)備運(yùn)行周期（表3）

2 常見問題

2.1 噴嘴堵塞

問題可能產(chǎn)生原因分析及改進(jìn)方法：

噴嘴：我廠采用MTP噴嘴為外部混合雙流噴嘴，包含噴嘴座、螺紋連接的噴嘴（內(nèi)部為吸入管線、外部為氣蓋），液相介質(zhì)沿軸向由噴嘴中心（吸入管）噴出、霧化氣與液相沿軸向（氣蓋）噴出，兩者在離開噴嘴的霧化區(qū)混合霧化。

前期要求液相噴嘴霧化顆粒直徑小于最小間距（液相噴嘴與內(nèi)噴嘴之間的間距為0.5mm）的0.25倍，即0.125mm；但運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)噴嘴堵塞較為嚴(yán)重。

改進(jìn)方法：將液相進(jìn)料濾網(wǎng)由原來的80目改為100目，并且在反應(yīng)器下線時(shí)進(jìn)行拆卸清洗。

2.2 液相膨脹節(jié)斷裂、液相分布管變形

問題可能產(chǎn)生原因分析及改進(jìn)方法：

（1）材料

A321牌號(hào)為0Cr18Ni9Ti，其化學(xué)成分主要為（%）表4

它是一種廣泛應(yīng)用的18-8型奧氏體不銹鋼，具有高強(qiáng)的抗腐蝕性，在空氣中具有較高的熱穩(wěn)定相，抗大氣氧化，可長期在800℃以下使用，強(qiáng)烈氧化開始溫度為850℃。

改進(jìn)方法：由于反應(yīng)器運(yùn)行最高溫度≤500℃，所以工藝運(yùn)行參數(shù)對(duì)設(shè)備基本無影響。但在運(yùn)行過程中應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，避免系統(tǒng)超溫，并在投料、再生過程中嚴(yán)格控制升溫速率（要求≯50℃/h）避免溫差過大對(duì)設(shè)備造成損壞。

（2）外形尺寸

膨脹節(jié)與噴嘴一一對(duì)應(yīng)，并配有支撐，拆卸過程中發(fā)現(xiàn)，膨脹節(jié)熱態(tài)時(shí)波紋套管延伸至導(dǎo)向套管外側(cè)，回縮時(shí)波紋管卡塞在套管邊緣導(dǎo)致?lián)p壞膨脹節(jié)。（如圖3所示）

改進(jìn)方法：將膨脹節(jié)導(dǎo)向套管延伸20mm，使膨脹節(jié)能夠在導(dǎo)向套管內(nèi)自由伸縮。

膨脹節(jié)前側(cè)的支撐孔較小，分布管伸縮過程中支撐孔會(huì)對(duì)分布管造成卡塞，導(dǎo)致分布管變形嚴(yán)重。（如圖5所示）

改進(jìn)方法：將支撐孔由原來的￠12.5擴(kuò)大到￠13.5，使分布管在伸縮過程中不受卡塞。

（3）檢修質(zhì)量

反應(yīng)器前期出現(xiàn)的分布管斷裂現(xiàn)象，斷面較為平整，無明顯的應(yīng)力裂痕，因此判斷為制造時(shí)焊接缺陷。（如圖6所示）

改進(jìn)方法1：選用正確的焊材。膨脹節(jié)材質(zhì)為A321，日常檢修過程中我們選用ER321焊絲進(jìn)行全氬弧焊接，ER321為奧氏體不銹鋼焊絲，牌號(hào)為H08Cr19Ni10Ti，其焊縫通過添加鈦來固碳，防止晶間析出碳化物，提高了焊縫的抗腐蝕能力，具有良好的力學(xué)性能。其化學(xué)成分為（%）（表5）

為了使焊縫獲得良好的機(jī)械性能，焊縫的保護(hù)氣體采用Ar+2%O2，保護(hù)氣體流量為20-25L/min為宜；采用直流反接施焊，焊接弧長一般取4-6mm（電弧過長易產(chǎn)生氣孔等缺陷，電弧過短其浸潤性會(huì)變差）。

改進(jìn)方法2：提高焊接時(shí)工件放置的合理性。膨脹節(jié)在前期焊接過程中，無專用工裝，焊接完成后，無法保證波紋管與導(dǎo)向套管的平行度，導(dǎo)致運(yùn)行過程中兩者容易發(fā)生卡塞。（焊接過程如圖7所示）

（a線表示波紋管的水平度，b線表示導(dǎo)向套管的平行度，兩者之間可能存在夾角）

改進(jìn)方法：車間經(jīng)過長期探索，制作了膨脹節(jié)焊接專用工裝。（如圖8所示）

工裝在制作過程中，嚴(yán)格控制四個(gè)圓形部分的同心度，使其達(dá)到同心。這樣在焊接過程中，就能夠保證波紋管與導(dǎo)向管的同心度，從而延長膨脹節(jié)的使用壽命。（如圖9所示）

反應(yīng)器在選材上已最大限度的考慮到溫度、壓力等工藝參數(shù)的變化。為進(jìn)一步延長反應(yīng)器的運(yùn)行周期，我們應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行操作的平穩(wěn)性，防止突然產(chǎn)生的超溫、超壓等對(duì)設(shè)備造成損壞；不斷總結(jié)檢修過程中出現(xiàn)的問題，提高自身檢修水平，為實(shí)現(xiàn)設(shè)備安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運(yùn)行保駕護(hù)航。

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