O李月仙（青海鹽湖鎂業(yè)公司PVC&鉀堿廠 青海格爾木 816000）

關(guān)于PVC生產(chǎn)中觸媒的管理分析及污染防治探討

O李月仙
（青海鹽湖鎂業(yè)公司PVC&鉀堿廠 青海格爾木 816000）

本文針對(duì)電石法PVC生產(chǎn)中牽涉到汞的難題，闡述觸媒的常規(guī)管控、生產(chǎn)運(yùn)用、污染治理、廢水處理等等環(huán)節(jié)。通過利用低汞觸媒、鹽酸深度解吸工藝、含汞廢水處置工藝等等，減少汞的耗費(fèi)并提升汞商品的生產(chǎn)質(zhì)量，最后將回收的汞污水妥善處置，并與排放相關(guān)需要吻合。

PVC；觸媒管理；解析；污染治理；討論

目前，我國(guó)電石法PVC生產(chǎn)中應(yīng)用的催化劑是以活性炭為媒介吸附氯化汞制作而成的，伴隨反應(yīng)的產(chǎn)生，其比例不斷降低，直到喪失活性而廢棄。2013年元月19日世界首例《水與汞污染防治公約》的頒布也對(duì)汞污染治理提出了要求，而中國(guó)汞的生產(chǎn)量達(dá)到世界總的汞生產(chǎn)量的6成，需要量比例達(dá)到30%-40%，公約通過50個(gè)國(guó)家的審批后于2016年正式實(shí)施。這對(duì)我國(guó)涉汞的氯堿公司來說，充滿了挑戰(zhàn)。筆者認(rèn)為：應(yīng)強(qiáng)化技術(shù)改良強(qiáng)度與新式工藝的運(yùn)用程度，加強(qiáng)公司的內(nèi)部管控，讓汞觸媒的利用能夠被管控在合理的范疇內(nèi)，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞的項(xiàng)目應(yīng)進(jìn)行整改。

一、氯化汞觸媒的管理

1.觸媒庫(kù)存的常規(guī)管理

汞觸媒是危險(xiǎn)化工品，我國(guó)對(duì)其儲(chǔ)蓄、處理、轉(zhuǎn)移以及運(yùn)用等都給出了明文指示。某化工廠依照我國(guó)的相關(guān)需求并融合其具體情況，在觸媒庫(kù)房布置警示標(biāo)識(shí)、應(yīng)急詳盡指南、實(shí)際管理可操控性準(zhǔn)則等，讓相異批次、新老觸媒能夠分區(qū)分庫(kù)管理，實(shí)現(xiàn)事項(xiàng)工段、事業(yè)機(jī)構(gòu)、企業(yè)的三級(jí)階梯性管控，嚴(yán)厲檢查出入庫(kù)情況并構(gòu)建詳盡的記錄臺(tái)賬，進(jìn)而讓觸媒得到專門保管與儲(chǔ)蓄，實(shí)現(xiàn)專人看管、不遺失、不泄漏；并在環(huán)保部門的歷屆檢控中順利過關(guān)。

2.強(qiáng)化工藝控制管理，提升汞觸媒的利用率

汞觸媒在具體應(yīng)用中，各類工藝數(shù)據(jù)的合規(guī)管控能夠讓其生命周期得以延續(xù)，而且減少單耗是極為關(guān)鍵的。某化工企業(yè)在聚乙烯的合成階段，通過強(qiáng)化生產(chǎn)操控的標(biāo)準(zhǔn)化管理力度，強(qiáng)化對(duì)中間指標(biāo)的監(jiān)督解析以及最后工序指標(biāo)的管控，提升了觸媒的利用率，降低了單耗。

(1)提升氯化氫與乙炔的純度，消除了乙炔內(nèi)硫磷等物質(zhì)對(duì)觸媒的不良作用，讓觸媒的非常規(guī)耗費(fèi)量減少。為了解決氯化氫純度不理想的問題，強(qiáng)化了氯化氫合成的管控，尤其是在氯化氫合成階段純度起伏明顯的前提下，找到根源并使用針對(duì)性的策略，讓純度從過往的90%-92%上下提升到92%-95%，不但在氯乙烯合成階段，讓分子量的比率的精確性得以提升，并且促成了合成的有效轉(zhuǎn)換。對(duì)乙炔純度方面來說，由于硫、磷等會(huì)耗費(fèi)氯化汞，派遣專人對(duì)乙炔起伏問題實(shí)施解決，對(duì)清潔系統(tǒng)的循環(huán)液泵進(jìn)行改良，并對(duì)系統(tǒng)阻力過大的情況進(jìn)行分析，讓清凈塔盤構(gòu)造更為合理，更提升了解析的頻率，讓乙炔使用效率大幅度提升，讓其無法對(duì)觸媒形成負(fù)面作用。

(2)管控氯化氫以及乙炔的配比，預(yù)防乙炔過多導(dǎo)致觸媒中毒并失去效力。配比是合成反應(yīng)是否能有效完成的重點(diǎn)，在具體操控中加強(qiáng)了對(duì)流量計(jì)的校準(zhǔn)，并融合轉(zhuǎn)換完成后技術(shù)人員的比對(duì)結(jié)果，提升了配比的精確度。

(3)對(duì)混合脫水效果實(shí)施強(qiáng)化解析，調(diào)節(jié)石墨冷卻器的氣溫，調(diào)換酸霧過濾器的氟硅油濾棉，確保轉(zhuǎn)換器內(nèi)的混合氣中的水成分達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)傳統(tǒng)的樣本解析予以揚(yáng)棄，在生產(chǎn)流程中持續(xù)監(jiān)督和測(cè)量，并形成考評(píng)數(shù)據(jù)。從轉(zhuǎn)換器的翻倒來說，解決了以往轉(zhuǎn)換器表層觸媒凝結(jié)的問題。

(4)強(qiáng)化轉(zhuǎn)換器的氣溫管控，第一時(shí)間調(diào)節(jié)混合氣流量、循環(huán)熱水的氣溫以及循環(huán)量，對(duì)新配置的觸媒實(shí)施干燥以及活化操作。在氣溫升高的前提下，氯化汞會(huì)升華，讓催化劑內(nèi)的汞比例減少，這亦是催化劑失去效力的主因。

因此，對(duì)轉(zhuǎn)換器的氣溫不但能夠詳細(xì)記載，還配備有人員實(shí)施統(tǒng)籌、考評(píng)，特別是對(duì)新調(diào)換的轉(zhuǎn)換器，應(yīng)確保其有充裕的活化時(shí)間，等到解析完畢并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能投產(chǎn)，進(jìn)而高效激化新觸媒的功能。在生產(chǎn)實(shí)踐中，轉(zhuǎn)換器的氣溫應(yīng)大致在100-140攝氏度上下，進(jìn)而讓氯化汞升華能夠被控制，同時(shí)又利于其轉(zhuǎn)換。

①對(duì)轉(zhuǎn)換器的通量實(shí)施人工調(diào)整

在生產(chǎn)實(shí)踐中，由于某部轉(zhuǎn)換器缺少流量計(jì)，以閥門的開度以及轉(zhuǎn)換后的含乙炔的解析參數(shù)逐步構(gòu)建臺(tái)賬并對(duì)通量實(shí)施調(diào)節(jié)，進(jìn)而讓轉(zhuǎn)換效率能夠大幅度提升。

②對(duì)轉(zhuǎn)換職位的常規(guī)巡檢、放酸等實(shí)施記載，實(shí)行交接班體制并構(gòu)建臺(tái)賬。

通過有關(guān)體制的踐行，某化工廠企業(yè)觸媒的耗損能夠被合理管控，觸媒的平均生命周期超過了12000小時(shí)，每噸PVC平均觸媒單耗僅為1．14千克/噸，近段時(shí)間以來的觸媒耗損狀況見下表。

表1 某化工企業(yè)2010-2013年觸媒耗損表

從上表能夠看到，某化工企業(yè)的觸媒耗損每年都能夠與我國(guó)氯堿公司清潔文明生產(chǎn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相符。

二、PVC生產(chǎn)中觸媒的污染預(yù)防措施

1.在觸媒翻倒、調(diào)換階段，嚴(yán)厲控制觸媒的外撒、泄漏

在觸媒翻倒以及調(diào)換階段，通過派遣專人或合理監(jiān)控等模式，對(duì)新觸媒出庫(kù)、轉(zhuǎn)換器拆除、密封、舊觸媒裝卸、廢氣舊觸媒入庫(kù)、現(xiàn)場(chǎng)清潔等版塊實(shí)施監(jiān)督，讓觸媒不外撒、不泄漏，翻倒現(xiàn)場(chǎng)沒有污染等等，讓觸媒在運(yùn)送、翻倒以及調(diào)換階段，無法對(duì)生態(tài)造成破壞。

另外，還應(yīng)專門配置觸媒交通工具，在翻倒轉(zhuǎn)換器階段，對(duì)其周邊使用特殊材料制成的隔離原料進(jìn)行封閉以及規(guī)整。將清潔后的渣滓打包裝好，洗滌用的污水要保證其流入廢水池。

2.使用功能強(qiáng)大的除汞設(shè)備

觸媒在轉(zhuǎn)換器中發(fā)生催化反應(yīng)階段，其附著的氯化汞會(huì)連續(xù)升華并進(jìn)入系統(tǒng)，所以必須予以清除。我國(guó)通常將擁有活性炭成分的除汞設(shè)備用于吸附處置。

例如：某化工企業(yè)30萬t/aPVC設(shè)備在轉(zhuǎn)換器后布置了8部22立方米的除汞設(shè)備，除汞設(shè)備內(nèi)部填裝了吸附功能超強(qiáng)的活性炭。定時(shí)監(jiān)督，并對(duì)活性炭實(shí)施調(diào)換，以確?；钚蕴繉?duì)升華的氯化汞有超強(qiáng)的吸附作用，最后對(duì)調(diào)換后的活性炭與廢棄觸媒一道通過有資質(zhì)的廠商回收。

從應(yīng)用實(shí)踐來看，該企業(yè)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)的除汞設(shè)備在半年內(nèi)均要停止其運(yùn)作并進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)當(dāng)中的活性炭樣本解析也做得較為到位，依照狀況預(yù)判應(yīng)用狀況并明確是不是需要更換；在首道關(guān)卡，就解決了汞元素的污染問題。

3.使用鹽酸深度解吸技術(shù)

合成氣通過除汞設(shè)備后，要完成組合吸附、堿洗清潔工序，以清除合成氣中的氯化氫、CO2和少量的升華汞，最后形成32%副產(chǎn)含汞鹽酸以及含汞廢堿。

下面還是以某化工企業(yè)為例，其實(shí)現(xiàn)了常規(guī)解吸以及深度解吸兩類模式，這里只闡述深度解吸。

深度解吸的工序是：常規(guī)解吸后的恒沸鹽酸，摻加氯化鈣毀壞恒沸點(diǎn)，在蒸汽加溫的情況下實(shí)施深度解吸，解吸得到的氯化氫回收。剩下的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到1%上下的含汞污水在系統(tǒng)閉路循環(huán)中，對(duì)氯化氫實(shí)施吸附，一部分水定時(shí)排泄以防止汞堆積匯聚，外部排泄掉的污水通過廢堿中和后流入廢水池。

這類鹽酸深脫吸技術(shù)在運(yùn)轉(zhuǎn)的初級(jí)階段也有脫吸塔形成氯化鈣顆粒，導(dǎo)致離析效率低的情況；而且由于這部分系統(tǒng)與外送鹽酸所用的管線是同一根，因此系統(tǒng)起伏情況明顯，開車率不到1/2。

通過對(duì)這項(xiàng)工藝進(jìn)行改良，運(yùn)轉(zhuǎn)功效得以提升，當(dāng)前開車率達(dá)到80%上下，其關(guān)鍵性的難題是每個(gè)禮拜就要對(duì)系統(tǒng)實(shí)施大概4小時(shí)的沖刷，而且極易導(dǎo)致管線阻塞；而對(duì)再沸器解吸塔要在半年左右實(shí)施時(shí)間在15日上下的拆除清理，否則就極易形成生產(chǎn)流量、加熱氣溫的非正?，F(xiàn)象。當(dāng)前，廢酸的處置能力達(dá)到2．5立方米/小時(shí)，參考其運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，化工企業(yè)正采取對(duì)策予以改良。

4.廢棄汞觸媒的回收——基于PVC電石法

電石法PVC領(lǐng)域耗費(fèi)汞的元素主要是氯化汞，當(dāng)前廢棄汞觸媒以及含汞廢活性炭的回收技術(shù)較為滯后，回收工序是：將廢汞觸媒和Ca(OH)2液體混淆并摻入鐵質(zhì)鍋內(nèi)煮沸并攪動(dòng)，讓氯化鈣轉(zhuǎn)變成HgO，再在800-900攝氏度的高溫環(huán)境下離析為金屬汞蒸氣，而后冷凝并回收。

該類模式汞回收率偏低，大概僅有65%的汞能夠回收。而目前前衛(wèi)的控氧干餾法回收廢棄汞觸媒中的氧化汞新工藝運(yùn)用氧化汞高溫升華的道理，直接回收含汞活性炭?jī)?nèi)的氧化汞，規(guī)避了轉(zhuǎn)換程序繁雜、回收效果不佳等問題，氧化汞的整體回收率能夠無限趨近于100%?；厥盏难趸ㄟ^處置能夠形成全新的氯化汞觸媒。

在當(dāng)前汞能源緊缺的態(tài)勢(shì)下，減少汞能源的耗費(fèi)，強(qiáng)化汞能源的循環(huán)使用力度，避免汞能源的無度揮霍是勢(shì)所必然。在該前提下，新式回收技術(shù)不但能夠降低能源的消耗量，構(gòu)建一體化回收模式，讓誰產(chǎn)出、誰回收的制度能夠被有效貫徹，讓回收的汞能源能夠被有效循環(huán)使用。所以，新式回收技術(shù)的運(yùn)用能夠化解我國(guó)汞能源緊缺的困境，為電石法PVC領(lǐng)域減輕負(fù)擔(dān)，是必然趨勢(shì)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上，伴隨我國(guó)產(chǎn)業(yè)策略的調(diào)整以及環(huán)保法律的訂立與健全，PVC生產(chǎn)中觸媒的管理以及汞污染的防治等內(nèi)容應(yīng)引起足夠的重視。在無汞觸媒的開發(fā)還未取得進(jìn)展的前提下，涉汞公司應(yīng)從技術(shù)改良以及內(nèi)部管控兩方面努力。

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李月仙(1970～)，女，青海鹽湖鎂業(yè)公司PVC鉀堿廠，研究方向：化工生產(chǎn)管理。

Discussion on Management Analysis and Polution Prevention and Treatment of Catalyst in PVC Production

Li Yuexian
（PVC/potash factory,Qinghai Salt Lake Magnesium Industry co., LTD,Qinghai Golmud ,816000）

In this paper, about the mercury related diff culities in PVC calcium carbide method production,analysis is taken on the convention al control, production application ,pollution abatement,wastewater treatment etc of catalyst. By adopting the technology of low mercury catalyst,deep desorption of hydrochloric acid, mercury containing waste water etc, to decrease the consuming of mercury and increase the production quality of me rcury goods, f nally, handle properly the recyclable mercury-polluted water according to the discharge require.

PVC；catalyst management；analysis；pollution abatement；discussion

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