VCM生產(chǎn)過程中汞污染的防治

    前言
目前,我國以電石為原料生產(chǎn)的PVC樹脂約占PVC樹脂總產(chǎn)量的50%,其工藝路線為電石乙炔與氯化氫反應(yīng)合成VCM(氯乙烯單體),使用活性炭吸附的氯化汞作為催化劑,在生產(chǎn)過程中汞會(huì)造成一定的污染。海吉公司VCM生產(chǎn)裝置采用引進(jìn)荷蘭J B公司的生產(chǎn)技術(shù),VCM設(shè)計(jì)能力為6萬t/a,采用電石乙炔法,需要50 t/a氯化汞催化劑。為防止汞污染,在生產(chǎn)工藝及汞污染物的處理上采取了有效措施。
1　生產(chǎn)工藝
    乙炔與氯化氫按一定的比例混合后進(jìn)入反應(yīng)器,在氯化汞催化劑催化作用下,乙炔與氯化氫反應(yīng)生成粗VCM氣體,反應(yīng)方程式為:C2H2+HClHgCl2催化劑C2H3Cl。
    粗VCM氣體再經(jīng)壓縮、冷凝、精制得到成品VCM。國內(nèi)電石乙炔法在生產(chǎn)工藝上均有洗滌工序,即在粗VCM氣體壓縮之前先進(jìn)行水洗、堿洗,以除去氣體中未反應(yīng)的氯化氫氣體,水洗、堿洗后回收的鹽酸、廢酸水、廢堿液會(huì)受到汞的污染。我公司在VCM生產(chǎn)工藝上采用了干法生產(chǎn)技術(shù),取消了水洗、堿洗工序,這樣就解決了洗滌酸、洗滌水、廢堿液的汞污染問題,具體特點(diǎn)如下:(1)對反應(yīng)原料氣進(jìn)行嚴(yán)格的干燥處理,控制含水量小于5×10-7;(2)嚴(yán)格控制氯化氫與乙炔配比;(3)國內(nèi)反應(yīng)器一般使用水作為冷卻介質(zhì),反應(yīng)器一旦泄漏,水會(huì)進(jìn)入反應(yīng)區(qū),從而造成對反應(yīng)器的腐蝕及催化劑的損壞(本裝置使用了專利設(shè)計(jì)的反應(yīng)器,用庚烷代替水作為冷卻介質(zhì),較好地解決了反應(yīng)器的泄漏問題);(4)由于在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制物料含水量,且反應(yīng)后的粗VCM氣體中含氯化氫的量較低,故粗VCM氣體不進(jìn)行水洗、堿洗,而是直接進(jìn)入壓縮機(jī);(5)反應(yīng)器設(shè)置2臺冷卻器,反應(yīng)后的粗VCM在冷卻器中進(jìn)行冷卻,含汞污染物在冷卻器中集存,定期進(jìn)行切換清洗,以除去設(shè)備中的汞污染物,清洗水進(jìn)行回收,統(tǒng)一處理。
2　含汞污水的處理
    在裝置內(nèi)部設(shè)置了一套處理含汞污水的設(shè)備,用于集中處理VCM裝置產(chǎn)生的含汞污水。
    2.1　含汞污水的收集
    (1)催化劑裝卸區(qū):催化劑用真空系統(tǒng)從反應(yīng)器中移走,灑落在催化劑裝卸區(qū)的催化劑灰塵經(jīng)沖洗進(jìn)入集水池中。
    (2)反應(yīng)區(qū):循環(huán)反應(yīng)器置換催化劑時(shí),直接將催化劑卸在反應(yīng)區(qū)地面上。廢催化劑收集在桶中,殘留的灰塵用水沖洗進(jìn)入反應(yīng)區(qū)集水池。在進(jìn)行壓力容器檢驗(yàn)之前,要求對主反應(yīng)器和循環(huán)反應(yīng)器的內(nèi)部進(jìn)行清洗,清洗水也收集在反應(yīng)區(qū)集水池中。
    反應(yīng)區(qū)集水池也接受其它含汞排放物,即來源于需要排放或清洗的反應(yīng)器產(chǎn)品冷卻器、初級和次級冷凝器、輕餾分汽提系統(tǒng)、分餾塔、重餾分汽提塔、循環(huán)反應(yīng)器產(chǎn)品冷卻器、反應(yīng)器冷凝器以及放空冷凝系統(tǒng)相連的工藝管道的含汞排放物。
    (3)汞沖洗區(qū):有一專用區(qū)域,在設(shè)備移出裝置前,對工藝設(shè)備進(jìn)行清洗。清洗水收集在池中。