电石法聚氯乙烯中低汞触媒的应用

靳宝宝，乔礼友，高燕军（陕西北元化工集团化工分公司，榆林 锦界 719319）

电石法聚氯乙烯中低汞触媒的应用

靳宝宝，乔礼友，高燕军
（陕西北元化工集团化工分公司，榆林 锦界 719319）

介绍了电石法生产聚氯乙烯中低汞触媒的应用以及注意事项，对低汞触媒使用过程中存在不足进行了汇总并提出了改进方法。

聚氯乙烯；低汞触媒

1 触媒简介

电石法氯乙烯合成需要氯化汞触媒做催化剂，氯化汞触媒是以活性炭为载体，吸附高纯度的氯化汞制备而成。纯的氯化汞对合成反应并无催化作用，纯的活性炭也只有较低的催化性，但当氯化汞吸附于活性炭表面，与活性炭有机的结合在一起时，即具有较强的催化活性。触媒就是将氯化汞固定在活性炭有效孔隙中的一种催化剂，根据汞含量的不同，将触媒分为高汞触媒和低汞触媒，高汞触媒氯化汞含量在 8%~12%，低汞触媒氯化汞含量在 4%~6.5%。因此，在聚氯乙烯生产中，由高汞触媒、低汞触媒，至无汞触媒，是行业发展的趋势。

2 低汞触媒的使用

低汞触媒相对于高汞触媒，具有汞含量低，催化活性高，汞升华速率低等特性。陕西北元化工集团有限公司是一家年产 110 万t聚氯乙烯树脂的大型企业，公司共有 4 条 25 万t聚氯乙烯生产装置，每条线有氯乙烯转化器 64 台。 2015 年前，北元化工聚氯乙烯合成均采用高汞触媒，2014 年公司就开始试用低汞触媒，通过一年多的不断努力创新，在 2015 年年底已经全部更换为低汞触媒。

低汞触媒使用较高汞触媒更为严格，一般高汞触媒使用寿命为8 000 h，在装填完通过烘干活化后，就可直接投入生产使用。 低汞触媒在装填时，首先将转化器内旧触媒通过水环真空系统抽出，之后从转化器上管板内加入低汞触媒，在加入过程中应用锤子对转化器进行敲打，确保低汞触媒装填充实，待所有转化器列管内均填满触媒后，恢复转化器上封头，之后通过手孔给转化器测温杆处添加触媒。而低汞触媒装入转化器后，对转化器进行热水循环，再从转化器活化口处接氮气管线，对转化器内触媒进行干燥 6~8 h， 通过转化器底部排酸口放张白纸观察，确保转化器内触媒含水指标合格。接着从转化器活化口通入干燥氯化氢气体对触媒进行活化，控制氯化氢流量约30~50 m3/h，连续活化6~8 h， 同时对转化器出口氯化氢纯度进行分析，当转化器进出口氯化氢纯度差≤2%，即为合格。 因单台转化器未安装流量计，转化器内触媒活化流量只能通过现场阀门调节， 该公司活化时转化器 DN80 活化阀门开20%。 各公司可具体根据系统流量以及氯化氢管径进行调整，确保转化器内触媒活化充分完全。低汞触媒使用可分为培养期和稳定期。 培养期时间≥500 h，温度控制在 110~140 ℃； 稳定期温度控制连续 3 个测温点不超过 160 ℃。 两个月左右根据情况可调整到设计负荷（乙炔流量 420 m3/h），随后按正常流量控制。如果按照正常操作，低汞触媒使用寿命为6 000 h 。

在低汞触媒的使用过程中，如果依然按照高汞触媒使用方法使用，很容易出现转化后单台或总管含乙炔超标、触媒使用寿命短等情况。因此在低汞触媒投用初期，必须密切监测转化器运行指标，主要通过转化器反应温度以及阀门开度控制。单台转化器设计中没有流量计，只能凭借经验调节阀门开度控制流量，但是在调节通量时靠阀开度来控制，很容易造成气体流量过大，转化器超负荷运行。同时低汞触媒装填的堆积密度低，单台压差阻力小，相同的阀门开度，低汞触媒的通气量要大于高汞触媒转化器的通气量，一旦在触媒活化期出现此现象，不但会造成后台出气含乙炔超标，而且还会影响触媒的使用寿命。因此这就对转化器操作人员提出了更高的要求。

3 低汞触媒使用存在不足

在低汞触媒使用过程中，虽然低汞触媒在氯乙烯转化率上与高汞触媒相差不大，指标控制较好，汞损失较小，废汞以及含汞废物产生较少，有利于环境保护。但是低汞触媒使用过程中依然存在很多缺陷。

首先在低汞触媒的使用上，单台转化器低汞触媒装填密度较小，对转化器流量控制有要求，在原来高汞触媒使用基础上，全部由高汞触媒更换为低汞触媒，实际生产能力将低于设计能力，为了确保能达到初始系统负荷，需要再增加转化器。

其次，低汞触媒在操作上要求更严格，对操作人员操作水平提出了更高的要求。唯有如此才能确保低汞触媒在使用中能满足要求，避免人员操作失误引起低汞触媒汞升华，而减少触媒寿命。

表1 单台转化器低汞触媒使用时间以及指标

4 结语

中国环境问题日益突出，因此电石法聚氯乙烯行业所面临的形势依然严峻。因此应该加强行业规范，加强与国外先进企业的合作，利用先进技术和经验，进行无汞触媒的研究和开发。

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