MTP反应器常见问题分析及处理方法

何小平　权晓军　李文龙

摘 要：MTP反应器是甲醇制丙烯装置的关键静设备，结构为6级绝热式固定床反应器，它主要是将上游二甲醚产品在沸石催化剂的作用下反应生成含有大量丙烯的混合芳烃类物质；主要内件包括分布器、液相膨胀节、气液相分布管、喷嘴、支撑格栅等。文章针对反应器检修过程中常出现的问题，从工艺运行、设备材质、检修质量等方面分析原因，制定对应的解决方案。

关键词：分布器；膨胀节；断裂；改进方法

1 设备概况

1.1 设备主要内件概况（表1）

1.2 设备主要运行指标（表2）

1.3 设备运行周期（表3）

2 常见问题

2.1 喷嘴堵塞

问题可能产生原因分析及改进方法：

喷嘴：我厂采用MTP喷嘴为外部混合双流喷嘴，包含喷嘴座、螺纹连接的喷嘴（内部为吸入管线、外部为气盖），液相介质沿轴向由喷嘴中心（吸入管）喷出、雾化气与液相沿轴向（气盖）喷出，两者在离开喷嘴的雾化区混合雾化。

前期要求液相喷嘴雾化颗粒直径小于最小间距（液相喷嘴与内喷嘴之间的间距为0.5mm）的0.25倍，即0.125mm；但运行过程中发现喷嘴堵塞较为严重。

改进方法：将液相进料滤网由原来的80目改为100目，并且在反应器下线时进行拆卸清洗。

2.2 液相膨胀节断裂、液相分布管变形

问题可能产生原因分析及改进方法：

（1）材料

A321牌号为0Cr18Ni9Ti，其化学成分主要为（%）表4

它是一种广泛应用的18-8型奥氏体不锈钢，具有高强的抗腐蚀性，在空气中具有较高的热稳定相，抗大气氧化，可长期在800℃以下使用，强烈氧化开始温度为850℃。

改进方法：由于反应器运行最高温度≤500℃，所以工艺运行参数对设备基本无影响。但在运行过程中应严格按照操作规程进行，避免系统超温，并在投料、再生过程中严格控制升温速率（要求≯50℃/h）避免温差过大对设备造成损坏。

（2）外形尺寸

膨胀节与喷嘴一一对应，并配有支撑，拆卸过程中发现，膨胀节热态时波纹套管延伸至导向套管外侧，回缩时波纹管卡塞在套管边缘导致损坏膨胀节。（如图3所示）

改进方法：将膨胀节导向套管延伸20mm，使膨胀节能够在导向套管内自由伸缩。

膨胀节前侧的支撑孔较小，分布管伸缩过程中支撑孔会对分布管造成卡塞，导致分布管变形严重。（如图5所示）

改进方法：将支撑孔由原来的￠12.5扩大到￠13.5，使分布管在伸缩过程中不受卡塞。

（3）检修质量

反应器前期出现的分布管断裂现象，断面较为平整，无明显的应力裂痕，因此判断为制造时焊接缺陷。（如图6所示）

改进方法1：选用正确的焊材。膨胀节材质为A321，日常检修过程中我们选用ER321焊丝进行全氩弧焊接，ER321为奥氏体不锈钢焊丝，牌号为H08Cr19Ni10Ti，其焊缝通过添加钛来固碳，防止晶间析出碳化物，提高了焊缝的抗腐蚀能力，具有良好的力学性能。其化学成分为（%）（表5）

为了使焊缝获得良好的机械性能，焊缝的保护气体采用Ar+2%O2，保护气体流量为20-25L/min为宜；采用直流反接施焊，焊接弧长一般取4-6mm（电弧过长易产生气孔等缺陷，电弧过短其浸润性会变差）。

改进方法2：提高焊接时工件放置的合理性。膨胀节在前期焊接过程中，无专用工装，焊接完成后，无法保证波纹管与导向套管的平行度，导致运行过程中两者容易发生卡塞。（焊接过程如图7所示）

（a线表示波纹管的水平度，b线表示导向套管的平行度，两者之间可能存在夹角）

改进方法：车间经过长期探索，制作了膨胀节焊接专用工装。（如图8所示）

工装在制作过程中，严格控制四个圆形部分的同心度，使其达到同心。这样在焊接过程中，就能够保证波纹管与导向管的同心度，从而延长膨胀节的使用寿命。（如图9所示）

反应器在选材上已最大限度的考虑到温度、压力等工艺参数的变化。为进一步延长反应器的运行周期，我们应加强运行操作的平稳性，防止突然产生的超温、超压等对设备造成损坏；不断总结检修过程中出现的问题，提高自身检修水平，为实现设备安、稳、长、满、优运行保驾护航。

参考文献

[1]干勇，等.钢铁材料手册（下）[M].北京：化学工业出版社，2009.

[2]才鸿年，赵宝荣.金属材料手册[M].北京：化学工业出版社，2010.

[3]郭强.中外金属材料手册[M].北京：化学工业出版社，2015.