电石法聚氯乙烯汞减排路线的探讨与实践-第2页-中汞网

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低汞催化剂在理论上完全是可行的。由于大量的活性组分沉积在炭载体的中孔上，其反应活性不仅没有降低，反而较高汞催化剂有所提高，尤其是在初期使用阶段。要切实发挥出低汞催化剂在聚氯乙烯行业汞减排中的巨大作用，就必须结合低汞催化剂的特性，在工艺上作一些必要的调整。

(1)适度降低乙炔空速，严格控制反应温度。

乙炔空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的乙炔流量，实际生产中的乙炔空速一般为25～35 h -1 ，并根据催化剂的活性变化情况进行适度调整。

根据氯化汞蒸气压与温度的关系(见表1)，笔者发现：当温度高于150℃时，随着温度的升高，氯化汞的蒸气压急剧上升，氯化汞的升华损失速率大大加快，而氯化汞的升华损失速率是决定氯化汞催化剂使用寿命的重要因素。低汞催化剂中的氯化汞有相当一部分沉积在活性炭微孔区域，这就使其对积炭失活比较敏感，温度升高则使中孔区域不易积炭失活的氯化汞升华流失，加速了低汞催化剂的失活。因此，低汞催化剂在实际使用过程中对反应温度非常敏感。

表1氯化汞蒸气压与温度的关系

实际生产中，目前的工艺要求低汞催化剂控制温度在120～160℃，较传统高汞催化剂控制温度低10℃左右。实际上，对于氯化汞催化剂而言，较低的控制温度对于降低催化剂消耗量是极其重要的。低汞催化剂对反应温度更为敏感，在转化器的换热能力基本固定的情况下，通过适度增加转化器数量来降低乙炔空速，将反应温度严格控制在合理范围内是确保低汞催化剂正常使用的重要手段。

(2)围绕低汞催化剂进行源头减排的系统性创新。

从汞的源头减排不仅仅是低汞催化剂的推广应用，更是一个涵盖低汞催化剂的质量、合成工艺及附属工艺优化的系统性创新。

单位产品氯化汞催化剂的消耗量是一个更为直接的综合性评价指标。国外生产1tPVC消耗氯化汞催化剂可以达到0.8kg，而中国聚氯乙烯企业消耗氯化汞催化剂一般在1.2kg左右，相当一部分企业在1.5kg左右，差距是巨大的，而这种差距是由催化剂质量、工艺条件等各种因素共同决定的。为科学评价低汞催化剂，笔者选取了优质低汞催化剂，进行了严格的低汞催化剂与高汞催化剂单管和转化器对比试验。截至目前，单管侧线装置已连续运行超过5 000h，单程乙炔空速42h-1 ，优质低汞催化剂出口乙炔体积分数平均在2.5%左右，高汞催化剂出口乙炔体积分数平均在2.75%左右，两者的反应热点温度接近，并且均已移至反应器的中下部。从这个评价试验看，高品质的低汞催化剂的性能完全能够满足生产的需要。进一步的转化器试验也证实了这一点，优质低汞催化剂在二组转化器运行时间已超过4500h，出口乙炔体积分数在1.4%。而同期运行的高汞催化剂和工业采购的低汞催化剂在运行约3000h的时候就已经倒入了一组转化器。从试验过程看，优质低汞催化剂的使用效果达到甚至可以优于高汞催化剂。但同时也应该看到，国内的氯化汞催化剂质量参差不齐，甚至一些催化剂加工企业社会责任意识淡薄、产品质量低劣，进一步加剧了聚氯乙烯行业的汞污染，这是在汞减排过程中必须高度关注的问题。

综合氯化汞催化剂失活的原因，主要有以下5种因素：①氯化汞升华造成活性组分流失，温度越高，氯化汞的流失量越大;②原料气中的硫、磷等杂质与氯化汞作用生成稳定的硫化物、磷化物等，造成催化剂中毒;③催化剂积炭，堵塞催化剂的孔道或沉积在催化剂的表面，使其失去催化作用;④乙炔气过量，使氯化汞还原成金属汞而失去活性;⑤氯乙烯合成过程中，由于分散、松弛、再结晶或结块，使得催化剂结构改变，降低了催化剂活性。

目前，国内聚氯乙烯生产企业已经开始逐步意识到氯乙烯工艺创新的重要性。浓硫酸乙炔清净技术最大限度地避免了催化剂的中毒损失;新型混合气深度脱水技术将混合气含水质量分数由600× 10 -6降至100×10-6 以内，有效地缓解了催化剂结块和副反应对催化剂活性的负面影响;采用庚烷换热的氯乙烯转化技术，不仅提高了单台转化器的生产能力，而且有效控制了反应热点，减少了氯化汞的升华损失。因此，如果将源头减排作为一个系统性工程去推动，聚氯乙烯行业对汞资源过度依赖的局面将会得到根本性的改观。

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原标题：电石法聚氯乙烯汞减排路线的探讨与实践

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