MEA反应器修复方案

时鸿儒

摘要：MEA反应器是炼油化工装置中非常重要的组成部分，在MEA反应器运行中，由于长期在高温状态下运行，会导致MEA反应器筒体出现破损，进而对MEA反应器使用寿命造成影响。本文结合实际项目案例，主要对MEA反应器的筒体泄漏的原因和修复工艺进行了阐述，以供同行业参考与借鉴。

1、引言

随着社会的不断发展，对于石油资源需求越来越多，促使原料油加工量也在不断提升。在进行炼油生产中，MEA反应器是炼油装置的核心设备，由于其长期处于高温和临氢环境下，所以对MEA反应器壳体采用钢材料，内件采用不锈钢材料。但是在MEA反应器运行中，会受到高温、腐蚀等不良影响，导致筒体出现损坏，进而影响炼油生产的顺利进行，所以加强对MEA反应器修复工艺研究具有重要意义。

本文以某炼油厂连续重整装置中内件严重损坏的一台大型MEA反应器为例，针对外筛网筒上下部分的损坏、中心筒的损坏，以实际工作条件提出了修复方案。通过对修复部位难点与质量要点的分析，实施过程中采取了相关的对策和控制措施，保证了修复工作顺利的完成，满足了设备的工艺性能，证实了修复技术的可行性与有效性。

2、MEA反应器概况

MEA反应器是炼油企业的核心装置，主要目的是以石脑油等为原料生产高辛烷值汽油组分或芳烃基本化工原料，同时提供大量廉价的氢气，MEA反应器是该装置的核心设备。本文研究的MEA反应器是我公司承造的前郭炼油厂聚四氢呋喃项目的一台不锈钢设备，工号为051117，其直径为φ3600，设备主材为0Cr18Ni9，筒体厚度16mm，设备总长度20620mm。由于该设备壁厚薄，直径大，在水压试验时采用了四点枕木支撑，导致了设备筒体三处凹陷，为了修复筒体，特制订修复方案。

3. 筒体在水压试验过程中产生变形的情况说明及原因分析

产生变形的部位为A、B、C三处（如图1所示）

图1

变形部位说明：

在设备90°的方位处分别在下数2-3节、4-5节、7-8节焊缝处（即支点处）。

变形范围分别为：

A处：长1500mm，宽1000mm椭圆，最深处150mm

B处：400×200椭圆 最深处为15mm

C处：300×150椭圆 最深处为10mm

1. 1. 发生变形原因分析

在设备充水时，由于考虑不周，设备下端仅用枕木支撑，而没有采用鞍式支座支撑，造成在充水将要充满时，支点处产生变形。因A点受力最大，故变形最大，B、C处变形较小。

3. 修复工艺

第一，将第7-8节变形较大的筒节（A处），采用等离子切割器割掉，换筒节，筒节宽度为1810mm。用砂轮将切割的坡口处打磨，直至露出金属光泽，并做PT检查。

第二，换节后，焊接工艺按原工艺执行，其两道环焊缝及纵逢做20%RT检测。

第三，B、C处的变形采用胎具进行冷修复，具体要求如下：

1. 1. 1. 缺陷处采用弧长400mm、宽300mm、厚16mm的弧板，相对处采用弧长1000mm、宽300、厚20mm的弧板做支撑，用千斤顶将变形处经支撑后修复，直至达到图纸及标准要求。

      2. 不允许采用加热的方式修复。

第四，将修复处的部位进行RT、PT检查。

第五，测量修复处的棱角度、不直度。按图纸要求进行水压试验。

3. 缺陷修复后检测结果

在设备修复后，我公司检测部门对设备分别进行了无损检测（RT、UT、PT）及外观几何尺寸检测，同时对换掉的筒体缺陷处进行取样，分别做了抗拉、冷弯、硬度、金相组织及化学成分分析。结果如下：

（1）不直度

测量方法：通过中心线的水平和垂直面，即0°、90°、180°、270°四个部位拉0.5mm的细钢丝测量。测量结果：

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0°	3	3	0	5	11	10	9	7	4	3
90°	1	5	7	12	12	12	12	12	12	1
180°	0	1	2	0	7	6	7	12	12	9
270°	0	1	0	1	2	1	6	5	1	1

根据GB150及设计图纸要求，不直度不大于1/1000筒体长度，即≤15.9mm。实测最大不直度为12mm。检测结果：合格。

（2）圆度

测量方法：在A、B、C三处用伸缩尺测量。测量结果：

	A处		B处		C处
测量值	最大	最小	最大	最小	最大	最小
	3607	3590	3608	3592	3607	3592
圆度	17		16		15

根据GB150及设计图样要求，同一断面最大最小直径差不大于0.5/100筒体直径，即≤18mm。实测最大值为17mm。检测结果：合格。

（3）棱角度

测量方法：在A、B、C处沿轴向及周向分别用450mm长直尺；R1816mm、长600mm样板测量。根据GB150及设计图样要求，棱角度不得大于十分之一板厚加2mm，即≤3.6mm。实测最大值为3.5mm。检测结果：合格。

（4）超声波测厚

现场用TT-100测厚仪测量B处15.5mm，C处15.6mm，根据GB150及设计图样要求最小厚度不得小于钢板厚度负偏差，即≥15.2mm，检测结果：合格。

（5）无损检测

在缺陷修复过程中及修复后进行了以下无损检测：按工艺要求换节后的两道环缝及纵缝做了20%RT检测，结果合格。换节的两个环焊缝坡口在焊接前进行了100%PT检测，结果合格。B、C处修复后，对修复处分别进行了RT、UT、PT检测，结果合格。抗拉、冷弯、硬度、金相组织及化学成分分析结果合格。

（6）结论

缺陷修复后经无损检测（RT、UT、PT）、外观几何尺寸检测及对换掉的筒体缺陷处进行抗拉、冷弯、硬度、金相组织及化学成分分析，检测结果符合GB150及设计图样要求，产品合格。

3. 总结

综上，经修复完成后，装置顺利开车且运行良好，充分表明此内件修复技术的可行性性。在修复过程中，采用的控制措施对满足设备的工艺性能是有效的，也为今后类似设备内件的修复提供了可行的经验。而且，后续的装置使用及维修要循序渐进，科学操作，规范操作，发挥认真细致的工作作风，一丝不苟，克服马虎大意，保证修复工作的高质量，进而为推动企业健康发展服务。

参考文献

[1] 何云松，刘雪东，刘文明. 重整反应器扇形管变形机理研究[J].石油机械. 2019(05)

[2] 刘雪东，刘文明，何云松，郑瑜. 重整反应器扇形管变形损坏机理及对策研究[J].炼油技术与工程. 2019(07)

[3] 张莉，徐宏，高广胜. 重整反应器扇形管承受催化剂的应力分析[J].炼油技术与工程. 2018(04)