電石法聚氯乙烯中低汞觸媒的應(yīng)用

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

電石法聚氯乙烯中低汞觸媒的應(yīng)用

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

介紹了電石法生產(chǎn)聚氯乙烯中低汞觸媒的應(yīng)用以及注意事項(xiàng)，對(duì)低汞觸媒使用過(guò)程中存在不足進(jìn)行了匯總并提出了改進(jìn)方法。

聚氯乙烯；低汞觸媒

1 觸媒簡(jiǎn)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(duì)合成反應(yīng)并無(wú)催化作用，純的活性炭也只有較低的催化性，但當(dāng)氯化汞吸附于活性炭表面，與活性炭有機(jī)的結(jié)合在一起時(shí)，即具有較強(qiáng)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(jù)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(chǎn)中，由高汞觸媒、低汞觸媒，至無(wú)汞觸媒，是行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。

2 低汞觸媒的使用

低汞觸媒相對(duì)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(tuán)有限公司是一家年產(chǎn) 110 萬(wàn)t聚氯乙烯樹(shù)脂的大型企業(yè)，公司共有 4 條 25 萬(wàn)t聚氯乙烯生產(chǎn)裝置，每條線有氯乙烯轉(zhuǎn)化器 64 臺(tái)。 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(kāi)始試用低汞觸媒，通過(guò)一年多的不斷努力創(chuàng)新，在 2015 年年底已經(jīng)全部更換為低汞觸媒。

低汞觸媒使用較高汞觸媒更為嚴(yán)格，一般高汞觸媒使用壽命為8 000 h，在裝填完通過(guò)烘干活化后，就可直接投入生產(chǎn)使用。 低汞觸媒在裝填時(shí)，首先將轉(zhuǎn)化器內(nèi)舊觸媒通過(guò)水環(huán)真空系統(tǒng)抽出，之后從轉(zhuǎn)化器上管板內(nèi)加入低汞觸媒，在加入過(guò)程中應(yīng)用錘子對(duì)轉(zhuǎn)化器進(jìn)行敲打，確保低汞觸媒裝填充實(shí)，待所有轉(zhuǎn)化器列管內(nèi)均填滿觸媒后，恢復(fù)轉(zhuǎn)化器上封頭，之后通過(guò)手孔給轉(zhuǎn)化器測(cè)溫桿處添加觸媒。而低汞觸媒裝入轉(zhuǎn)化器后，對(duì)轉(zhuǎn)化器進(jìn)行熱水循環(huán)，再?gòu)霓D(zhuǎn)化器活化口處接氮?dú)夤芫€，對(duì)轉(zhuǎn)化器內(nèi)觸媒進(jìn)行干燥 6~8 h， 通過(guò)轉(zhuǎn)化器底部排酸口放張白紙觀察，確保轉(zhuǎn)化器內(nèi)觸媒含水指標(biāo)合格。接著從轉(zhuǎn)化器活化口通入干燥氯化氫氣體對(duì)觸媒進(jìn)行活化，控制氯化氫流量約30~50 m3/h，連續(xù)活化6~8 h， 同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)化器出口氯化氫純度進(jìn)行分析，當(dāng)轉(zhuǎn)化器進(jìn)出口氯化氫純度差≤2%，即為合格。 因單臺(tái)轉(zhuǎn)化器未安裝流量計(jì)，轉(zhuǎn)化器內(nèi)觸媒活化流量只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)閥門調(diào)節(jié)， 該公司活化時(shí)轉(zhuǎn)化器 DN80 活化閥門開(kāi)20%。 各公司可具體根據(jù)系統(tǒng)流量以及氯化氫管徑進(jìn)行調(diào)整，確保轉(zhuǎn)化器內(nèi)觸媒活化充分完全。低汞觸媒使用可分為培養(yǎng)期和穩(wěn)定期。 培養(yǎng)期時(shí)間≥500 h，溫度控制在 110~140 ℃； 穩(wěn)定期溫度控制連續(xù) 3 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)不超過(guò) 160 ℃。 兩個(gè)月左右根據(jù)情況可調(diào)整到設(shè)計(jì)負(fù)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(guò)程中，如果依然按照高汞觸媒使用方法使用，很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)化后單臺(tái)或總管含乙炔超標(biāo)、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(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)化器運(yùn)行指標(biāo)，主要通過(guò)轉(zhuǎn)化器反應(yīng)溫度以及閥門開(kāi)度控制。單臺(tái)轉(zhuǎn)化器設(shè)計(jì)中沒(méi)有流量計(jì)，只能憑借經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度控制流量，但是在調(diào)節(jié)通量時(shí)靠閥開(kāi)度來(lái)控制，很容易造成氣體流量過(guò)大，轉(zhuǎn)化器超負(fù)荷運(yùn)行。同時(shí)低汞觸媒裝填的堆積密度低，單臺(tái)壓差阻力小，相同的閥門開(kāi)度，低汞觸媒的通氣量要大于高汞觸媒轉(zhuǎn)化器的通氣量，一旦在觸媒活化期出現(xiàn)此現(xiàn)象，不但會(huì)造成后臺(tái)出氣含乙炔超標(biāo)，而且還會(huì)影響觸媒的使用壽命。因此這就對(duì)轉(zhuǎn)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(guò)程中，雖然低汞觸媒在氯乙烯轉(zhuǎn)化率上與高汞觸媒相差不大，指標(biāo)控制較好，汞損失較小，廢汞以及含汞廢物產(chǎn)生較少，有利于環(huán)境保護(hù)。但是低汞觸媒使用過(guò)程中依然存在很多缺陷。

首先在低汞觸媒的使用上，單臺(tái)轉(zhuǎn)化器低汞觸媒裝填密度較小，對(duì)轉(zhuǎn)化器流量控制有要求，在原來(lái)高汞觸媒使用基礎(chǔ)上，全部由高汞觸媒更換為低汞觸媒，實(shí)際生產(chǎn)能力將低于設(shè)計(jì)能力，為了確保能達(dá)到初始系統(tǒng)負(fù)荷，需要再增加轉(zhuǎn)化器。

其次，低汞觸媒在操作上要求更嚴(yán)格，對(duì)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(tái)轉(zhuǎn)化器低汞觸媒使用時(shí)間以及指標(biāo)

4 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)環(huán)境問(wèn)題日益突出，因此電石法聚氯乙烯行業(yè)所面臨的形勢(shì)依然嚴(yán)峻。因此應(yīng)該加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范，加強(qiáng)與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的合作，利用先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行無(wú)汞觸媒的研究和開(kāi)發(fā)。

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