新疆圣雄氯碱有限公司
摘要：为应对汞污染对电石法PVC行业发展带来的挑战，确保我国电石法PVC产业的健康发展，我国 PVC 行业推广中的低汞触媒是将氯化汞固定在活性炭有效孔隙中的一种新型催化剂，其氯化汞含量在 6%左右，相比高汞触媒，可提高催化剂的活性、降低汞升华的速度，同时具有反应活性高，选择性好，使用寿命长等特点，可大幅度降低 PVC 生产成本和汞的消耗量。低汞触媒的推广使重金属汞的消耗量和排放量均大幅度下降，是我国当前汞减排领域的重大技术突破，对我国电石法聚氯乙烯行业所面临的汞污染的压力可以起到有效的缓解作用。
关键词：低汞触媒；聚氯乙烯；对策
聚氯乙烯生产方法从原料路线上分为乙烯法和乙炔法。我国 采用乙烯原料路线，由于国内石油资源的短缺、煤炭资源的丰富，中国主要采用以电石为原料的生产路线。电石法生产聚氯乙烯过程中，氯化汞触媒为乙炔和氯化氢合成氯乙烯工序的催化剂。随着欧盟全面限制汞交易、国内汞资源匮乏等因素，使得电石法聚氯乙烯生产工艺面临生存危机。对于低汞催化剂的认识，由于前期没有统一的认知，各企业高校根据自己的理解研发较低含量的氯化汞催化剂，均称为低汞触媒（氯化汞含量 4%-８%）。
一、聚氯乙烯及汞污染现状
1、电石法制聚氯乙烯的汞污染。目前，我国每吨电石法 PVC 产品消耗氯化汞触媒。电石法 PVC 使用的触媒，是以活性炭为载体，浸渍吸附 10%～12%左右的氯化汞制备而成。触媒由于汞升华及触媒中毒等原因活性下降到一定程度后需进行更换，失活的汞触媒成为废汞触媒。电石法聚氯乙烯生产过程的汞去向主要是废汞触媒、含汞废活性炭、含汞废盐酸、废碱液等，目前，废汞触媒和废汞活性炭由有资质的危险废物处理厂家回收处理，氯化汞回收率约 75%（占总量的 33%）；而含汞废盐酸、废碱液等仅有 20%（占总量的 11.2%）进行了盐酸深度脱吸和汞的无害化处理，大部分（总量的 55.8%，共 435.8 t）还未得到妥善处置。
2、汞流失环节多，环境监管缺失。电石法 PVC 工艺中汞的流失主要涉及转化器、除汞器和组合吸收装置重要环节[。氯乙烯合成反应采用列管式转化器，转化器最上端温度控制在150～180 ℃甚至更高，触媒中的氯化汞和还原出的金属汞将会升华一部分，由此产生了汞的消耗[8]。升华的氯化汞和金属汞蒸气随氯乙烯粗品带入后续工序，通过除汞器两级活性炭吸附除去大部分氯化汞和金属汞，其余的氯化汞和金属汞随氯乙烯粗品依次经过水洗除酸、碱洗、机前脱水、加压后进入精馏系统。氯化汞和还原金属汞升华造成汞流失，常规高汞触媒氯化汞质量分数在 10%以上。使用后的废触媒氯化汞质量分数一般在 4%以下。触媒中的氯化汞有60%以上在反应过程中流失，这将直接导致触媒活性降低。而且温度越高，氯化汞的蒸气压就越大，挥发损失量也就越大。由于部分地区的环境监管缺失，电石法 PVC 生产企业的含汞废水的达标排放情况不容乐观，因为技术和资金等原因，部分企业将没有经过深度汞回收处理的含汞废盐酸、废碱液排入水环境。
二、触媒低汞化推广存在的问题
尽管在全行业上下都加大了触媒低汞化的推广力度，但触媒低汞化的任务依然很艰巨，低汞触媒的推广中还存在一些需要尽快解决的问题。
1、低汞触媒生产能力尚不能满足行业需求。由于汞触媒生产厂大多分布在汞矿比较丰富的云贵高原地区，而聚氯乙烯企业主要分布在我国北方地区，汞触媒的回收和重新生产都要运回云南贵州，导致低汞触媒的生产能力受到限制。目前我国低汞触媒生产能力仅 4 000 t/a，而需求量 2015 年预计将达到 12 000 t 以上。
2、无汞触媒研发力度还需加强。无汞触媒的应用是中国 PVC 行业健康、持续发展的成功之路，国家对无汞触媒研发的支持力度也有待于进一步提高。目前，无汞触媒的研发还未取得突破性的进展，今后发展的重点应该放在提高触媒寿命和实现无汞化方面。
另外，还可进行分子筛替代活性炭方面的研究，解决活性炭因积炭方面的缺陷而影响催化效果和寿命的问题，为有效提高无汞触媒寿命奠定基础。
三、乙炔法氯乙烯低汞触媒对策与建议
为了聚氯乙烯行业低汞触媒全面替换高汞触媒的顺利进行，以及更有效地控制和管理聚氯乙烯行业的汞污染，应当从以下方面着手进行触媒低汞化推广和减少 PVC 行业汞污染的工作。
1、督促和加快企业由高汞触媒向低汞触媒转型。电石法聚氯乙烯企业应加快低汞触媒替代高汞触媒步伐，扩大低汞触媒应用范围，同时政府应支持低汞触媒生产企业扩大规模，满足替代应用需求。新建项目必须使用低汞触媒催化技术，改建、扩建的电石法聚氯乙烯项目必须先完成触媒低汞化的转型才可予以审批，全面减少高汞触媒的使用量。
2、加大低汞触媒的生产能力，降低低汞触媒成本。政策支持低汞触媒生产企业，鼓励低汞触媒生产企业根据电石法聚氯乙烯企业地区分布情况，就近布局建设，在生产原料，回收渠道，以及销售渠道等方面给予一定的支持。降低低汞触媒的成本，提升低汞触媒生产企业的竞争力。并积极探索低汞触媒生产与废弃后回收利用一体化机制。支持有条件的地区建立汞消耗更低的新型固汞触媒、废汞触媒和废活性炭回收工艺工业化示范装置，促进产业化应用。
3、建立汞流通监管机制及汞使用配额制。由于氯化汞固有的性质，其挥发流失从根本上是无法避免的，但可以对汞的去向进行监管。每个企业应对每年的汞触媒使用量、回收量和流失到水环境和大气中的汞进行登记，从总量上控制汞的排放。必要时可对汞进行总量分配。尽快规范企业监督性监测和信息公开制度。各地环境保护行政主管部门应督促电石法聚氯乙烯生产、汞触媒生产、废汞触媒利用处置企业按有关规定建立汞污染物日监测制度和信息公开制度，安装在线监测装置并与环保部门联网，加强含汞危险废物全过程和规范化管理，定期开展一次监督性监测，不能达标排放的企业要限期治理，存在严重环境隐患的企业要停产整顿。
4、建立汞污染防治体系。地方各级财政应对电石法聚氯乙烯行业汞污染防治给予重点支持，重金属污染防治专项资金和中央环保专项资金优先支持电石法聚氯乙烯行业汞污染防治重点项目。我国氯碱企业安全管理水平参差不齐，安全管理规范、标准、防范措施、应急救援体系等同发达国家相比也存在一定差距。应加强含汞废物处理处置过程的环境监管。推动现有废汞触媒利用处置企业向集中化、规模化发展，实现技术升级。对含汞废物的收集、贮存、运输及利用处置开展监督性检查，严查危险废物转移联单与危险废物经营许可证的执行情况，坚决取缔含汞废物的无证非法回收与利用处置等经营性活动。废汞触媒、含汞废酸等的处置与转运必须执行国家危险废物有关管理规定，不得非法转运与出售。
5、加快无汞触媒的研发。目前乙炔氢氯化反应是以活性炭负载的氯化汞做催化剂，在固定床反应器中进行的。开发气、固相催化反应以及气、液相催化反应，使用非汞络合物催化剂、非汞系列催化剂催化乙炔的氢氯化反应，并替代传统活性炭负载的氯化汞催化剂是一种有效解决汞污染的途径，从而可以从根本上杜绝汞的消耗和污染，但是从目前来看，无论是国际上还是国内都没有成熟的无汞触媒技术，要想彻底断绝我国电石法聚氯乙烯使用汞的状况，必须加大无汞触媒的研发力度。
低汞触媒的推广及应用在源头大大消减了整个系统中的汞；精细与精益化管理提高了汞资源的利用率、避免使用过程中的汞流失；汞的减量化是电石法聚氯乙烯行业只是一个过渡阶段，无汞化肯定是其最终目标，这就要求电石法聚氯乙烯行业积极转 变思想观念，勇于探索和解决行业问题，胆大创新尝试，最终迎来电石法聚氯乙烯行业的真正绿色、环保、清洁化生产。
参考文献：
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