VCM生產(chǎn)過程中汞污染的防治

丁健 張海超 趙純良 韓成祥(鹽湖工業(yè)集團(tuán)股份有限公司化工分公司，青海 格爾木 816000)

VCM的生產(chǎn)工藝包括多種不同的類型，其中最重要的一種方式就是天然氣乙炔法，適用于大規(guī)模生產(chǎn)，但也存在一定的缺陷，會出現(xiàn)汞污染狀況，不符合綠色生產(chǎn)的要求。研究VCM生產(chǎn)過程中的汞污染防治具有非常重要的意義，能夠?qū)ιa(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，降低污染狀況，更好的指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)工作的進(jìn)行，為相關(guān)研究提供參考意見。

1 VCM生產(chǎn)工藝簡介

就我國當(dāng)前塑料工業(yè)的生產(chǎn)狀況來看，聚氯乙烯樹脂的主要生產(chǎn)原料為電石，在生產(chǎn)過程中反應(yīng)物為HCl和電石乙炔，在HgCl2（吸附有活性炭）的催化作用下，生成粗VCM氣體（C2H3Cl），經(jīng)過進(jìn)一步的處理和加工，即可獲得VCM單體[1]。制備過程中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)就是洗滌工藝，要運(yùn)用堿洗、水洗等方式對制得的氣體進(jìn)行處理，徹底清除氣體中含有的HCl氣體，但處理后得到的酸水、HCl都存在汞污染問題，不能直接排出廢液。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，為了緩解汞污染問題，已經(jīng)對傳統(tǒng)的VCM生產(chǎn)工藝進(jìn)行了更新和完善，刪去了堿洗及水洗過程，運(yùn)用干法生產(chǎn)技術(shù)，降低廢水、空氣中汞元素的含量。但需要做到以下幾點(diǎn)：應(yīng)嚴(yán)格控制VCM生產(chǎn)原材料的含水量；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式對C2H2、HCl二者的比例進(jìn)行控制；將庚烷作為冷卻介質(zhì)，避免水冷卻對反應(yīng)的影響，降低了反應(yīng)容器的腐蝕狀況，保證了催化劑的催化效用，不會出現(xiàn)泄漏的狀況[2]；經(jīng)干燥處理后的VCM反應(yīng)物含水量較少，生成的VCM氣體中HCl氣體含量也大大減少，因此可以刪去堿洗、水洗的環(huán)節(jié)，只需在壓縮機(jī)中進(jìn)行處理；在反應(yīng)裝置中安裝冷卻器，使生成氣體冷卻，在冷卻器中對汞污染物進(jìn)行收集、處理，在一定程度上也可以降低汞污染。

2 VCM生產(chǎn)過程中汞污染的防治措施

2.1 汞污水處理方法

在對生產(chǎn)VCM導(dǎo)致的汞污水進(jìn)行治理時，應(yīng)用到的材料包括：結(jié)晶水、硫化鈉、硫氫化鈉（70%以上的純度）、活性炭，還應(yīng)用到有機(jī)硅材料、硅藻土等助濾劑[3]。具體處理工藝流程如下：1）在生產(chǎn)裝置中安裝專門的污水處理區(qū)，能夠?qū)⒐鬯械郊刂校⒆罱K輸送至汞處理槽內(nèi)；2）將硅藻土或有機(jī)硅材料加入到反應(yīng)容器中，配制成稀漿狀態(tài)，并借助加料泵的作用將漿液注入到汞污水處理槽中，進(jìn)行不斷的循環(huán)工作；3）打開處理槽內(nèi)的攪拌器開關(guān)，輸入足量的空氣，確保VCM反應(yīng)過程中H2S的清除效率，并在常壓狀態(tài)下，將處理槽上部空氣排空，更換外部新鮮的空氣，降低反應(yīng)容器中H2S氣體的含量，攪拌器持續(xù)運(yùn)行兩小時后，放置約5小時，汞廢水中的NaSH和汞能夠進(jìn)行充分的反應(yīng)，生成HgS沉淀物；4）利用壓濾機(jī)，對有機(jī)硅材料、硅藻土物質(zhì)進(jìn)行壓縮加工，制成濾餅，對汞污水進(jìn)行過濾、分離，完成過濾工作后，要先檢測獲得的廢液，如果汞元素含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，就可以將污水排放道儲水槽內(nèi)，之后運(yùn)送到污水處理廠中進(jìn)行加工，若過濾后廢水中汞元素超出標(biāo)準(zhǔn)，就需要反復(fù)進(jìn)行過濾工作，而廢催化劑和汞濾渣可以在汞礦中進(jìn)行回收處理。

2.2 催化劑卸料方法

在生產(chǎn)過程中，會消耗定量的催化劑，可以在設(shè)備中合理的添加真空吸取裝置，將反應(yīng)器中失去功效的催化劑清除掉[4]。催化劑還需要進(jìn)行兩個處理和加工環(huán)節(jié)，依次為旋風(fēng)分離和旋風(fēng)袋過濾，對進(jìn)行反應(yīng)后的催化劑粉塵清理后，打開分離過濾器的旋轉(zhuǎn)閥門，能夠使顆粒較小的粉塵進(jìn)入到廢催化劑回收收集桶內(nèi)，并運(yùn)送到汞礦中，重新利用廢催化劑中的汞元素，能夠避免空氣中汞元素的含量，降低污染狀況。

3 結(jié)語

通過有效的防治措施進(jìn)行脫汞處理，能夠有效緩解VCM的生產(chǎn)污染問題，大大降低空氣、污水中汞元素的含量，達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，不會對生態(tài)環(huán)境造成破壞。脫汞處理后的污水還需要運(yùn)輸至污水處理廠進(jìn)行加工處理，基本上可以完全清除污水中的汞物質(zhì)，即使排出廢液后也不會對水體造成不良影響。電石法雖然具有較高的生產(chǎn)效益，但汞污染問題的解決會增大生產(chǎn)成本，必須要引進(jìn)先進(jìn)的反應(yīng)器，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提高反應(yīng)效率，降低催化劑的消耗，從而達(dá)到控制汞污染，提高生產(chǎn)效益的目的。

[1]王紹偉.內(nèi)蒙古PVC行業(yè)汞污染現(xiàn)狀調(diào)查與防治研究[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué)2012.

[2]蔡白雪,甘亞,張祥劍,李子健,馮良榮.新型載銅碳納米管催化劑的制備及其對乙炔氫氯化反應(yīng)的催化活性[J].合成化學(xué)，2011(05).

[3]劉嶺梅.電石法VCM工藝技術(shù)優(yōu)化探討[J].江蘇化工，2002(01).

[4]李成劍.汞污染危害分析與防范措施探討[J].長江大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)理工卷，2010(02).