電石法聚氯乙烯中低汞觸媒的應用

靳寶寶，喬禮友，高燕軍（陜西北元化工集團化工分公司，榆林 錦界 719319）

電石法聚氯乙烯中低汞觸媒的應用

靳寶寶，喬禮友，高燕軍
（陜西北元化工集團化工分公司，榆林 錦界 719319）

介紹了電石法生產聚氯乙烯中低汞觸媒的應用以及注意事項，對低汞觸媒使用過程中存在不足進行了匯總并提出了改進方法。

聚氯乙烯；低汞觸媒

1 觸媒簡介

電石法氯乙烯合成需要氯化汞觸媒做催化劑，氯化汞觸媒是以活性炭為載體，吸附高純度的氯化汞制備而成。純的氯化汞對合成反應并無催化作用，純的活性炭也只有較低的催化性，但當氯化汞吸附于活性炭表面，與活性炭有機的結合在一起時，即具有較強的催化活性。觸媒就是將氯化汞固定在活性炭有效孔隙中的一種催化劑，根據汞含量的不同，將觸媒分為高汞觸媒和低汞觸媒，高汞觸媒氯化汞含量在 8%~12%，低汞觸媒氯化汞含量在 4%~6.5%。因此，在聚氯乙烯生產中，由高汞觸媒、低汞觸媒，至無汞觸媒，是行業發展的趨勢。

2 低汞觸媒的使用

低汞觸媒相對于高汞觸媒，具有汞含量低，催化活性高，汞升華速率低等特性。陜西北元化工集團有限公司是一家年產 110 萬t聚氯乙烯樹脂的大型企業，公司共有 4 條 25 萬t聚氯乙烯生產裝置，每條線有氯乙烯轉化器 64 臺。 2015 年前，北元化工聚氯乙烯合成均采用高汞觸媒，2014 年公司就開始試用低汞觸媒，通過一年多的不斷努力創新，在 2015 年年底已經全部更換為低汞觸媒。

低汞觸媒使用較高汞觸媒更為嚴格，一般高汞觸媒使用壽命為8 000 h，在裝填完通過烘干活化后，就可直接投入生產使用。 低汞觸媒在裝填時，首先將轉化器內舊觸媒通過水環真空系統抽出，之后從轉化器上管板內加入低汞觸媒，在加入過程中應用錘子對轉化器進行敲打，確保低汞觸媒裝填充實，待所有轉化器列管內均填滿觸媒后，恢復轉化器上封頭，之后通過手孔給轉化器測溫桿處添加觸媒。而低汞觸媒裝入轉化器后，對轉化器進行熱水循環，再從轉化器活化口處接氮氣管線，對轉化器內觸媒進行干燥 6~8 h， 通過轉化器底部排酸口放張白紙觀察，確保轉化器內觸媒含水指標合格。接著從轉化器活化口通入干燥氯化氫氣體對觸媒進行活化，控制氯化氫流量約30~50 m3/h，連續活化6~8 h， 同時對轉化器出口氯化氫純度進行分析，當轉化器進出口氯化氫純度差≤2%，即為合格。 因單臺轉化器未安裝流量計，轉化器內觸媒活化流量只能通過現場閥門調節， 該公司活化時轉化器 DN80 活化閥門開20%。 各公司可具體根據系統流量以及氯化氫管徑進行調整，確保轉化器內觸媒活化充分完全。低汞觸媒使用可分為培養期和穩定期。 培養期時間≥500 h，溫度控制在 110~140 ℃； 穩定期溫度控制連續 3 個測溫點不超過 160 ℃。 兩個月左右根據情況可調整到設計負荷（乙炔流量 420 m3/h），隨后按正常流量控制。如果按照正常操作，低汞觸媒使用壽命為6 000 h 。

在低汞觸媒的使用過程中，如果依然按照高汞觸媒使用方法使用，很容易出現轉化后單臺或總管含乙炔超標、觸媒使用壽命短等情況。因此在低汞觸媒投用初期，必須密切監測轉化器運行指標，主要通過轉化器反應溫度以及閥門開度控制。單臺轉化器設計中沒有流量計，只能憑借經驗調節閥門開度控制流量，但是在調節通量時靠閥開度來控制，很容易造成氣體流量過大，轉化器超負荷運行。同時低汞觸媒裝填的堆積密度低，單臺壓差阻力小，相同的閥門開度，低汞觸媒的通氣量要大于高汞觸媒轉化器的通氣量，一旦在觸媒活化期出現此現象，不但會造成后臺出氣含乙炔超標，而且還會影響觸媒的使用壽命。因此這就對轉化器操作人員提出了更高的要求。

3 低汞觸媒使用存在不足

在低汞觸媒使用過程中，雖然低汞觸媒在氯乙烯轉化率上與高汞觸媒相差不大，指標控制較好，汞損失較小，廢汞以及含汞廢物產生較少，有利于環境保護。但是低汞觸媒使用過程中依然存在很多缺陷。

首先在低汞觸媒的使用上，單臺轉化器低汞觸媒裝填密度較小，對轉化器流量控制有要求，在原來高汞觸媒使用基礎上，全部由高汞觸媒更換為低汞觸媒，實際生產能力將低于設計能力，為了確保能達到初始系統負荷，需要再增加轉化器。

其次，低汞觸媒在操作上要求更嚴格，對操作人員操作水平提出了更高的要求。唯有如此才能確保低汞觸媒在使用中能滿足要求，避免人員操作失誤引起低汞觸媒汞升華，而減少觸媒壽命。

表1 單臺轉化器低汞觸媒使用時間以及指標

4 結語

中國環境問題日益突出，因此電石法聚氯乙烯行業所面臨的形勢依然嚴峻。因此應該加強行業規范，加強與國外先進企業的合作，利用先進技術和經驗，進行無汞觸媒的研究和開發。

Application of low mercury catalyst in the production of PVC by calcium carbide method

JIN Bao-bao，QIAO Li-you，GAO Yan-jun
（Chemical branch of Beiyuan group，Yulin 719319，China）

This article mainly introduced the production of PVC by calcium carbide method in the application of low mercury catalyst，focusing on stress the use of low-mercury catalyst as well as the matters needing attention.At the same time the shortcomings in the process of low mercury catalyst used has carried on the summary，proposed the improvement method.

PVC;low mercury catalyst

TQ314.24+2

：B

：1009－1785(2017)02-0022-02

2016-10-16