电石法聚氯乙烯生产中含汞废水减排措施的研究

黄富铭，黄帅杰，杨友信

（新疆天业集团天能化工有限公司，新疆 石河子 832000）

电石法聚氯乙烯生产中含汞废水减排措施的研究

黄富铭，黄帅杰，杨友信

（新疆天业集团天能化工有限公司，新疆 石河子 832000）

根据电石法生产聚氯乙烯过程中汞流向的查定，制定了含汞废水减排的措施。

PVC；含汞废水；循环利用；节能减排

1 生产系统中涉汞的流失查定

新疆天业天能化工有限公司40万t/a PVC装置，用电石法生产PVC工艺，在涉及汞的工艺装置上使用高效除汞器气相除汞技术、组合塔吸收多余氯化氢技术，盐酸的常规解析和深度解析及含汞废水处理等技术，涉汞主要工艺流程示意图见图1。

图1 涉汞的主要流程简图

来自氯乙烯合成转化挥发的气相汞与粗氯乙烯进入净化工序，首先是活性炭的气相吸附装置（高效除汞器），高效除汞器设计气速为普通除汞器的20%，对粗聚氯乙烯气相中的氯化汞吸附效果达到了85%，相对于普通除汞器50%左右的吸附性能提高了35%。

由于工艺中氯化氢过量，净化单元主要通过水吸收和碱中和的方法处理过量的氯化氢，粗氯乙烯单体中未被高效除汞器吸附的汞在组合塔内被22%的酸吸收进入31%含汞废酸中，主要在31%含汞废酸中积聚。31%含汞废酸经常规解析，生成22%的酸，再送至组合塔使用；深度解析装置将一部分22%盐酸解析成含氯化氢质量分数1%以下的酸，送往水碱洗岗位作为水洗塔补水使用。

针对涉汞的主要流程，可以得出汞流向分布，共分为4个方面，即废汞触媒、抽触媒废水、除汞器及转化器中含汞废活性炭和碱洗塔排水。汞流向分布见图2。

图2 汞流向分布图

（1）废汞触媒

乙炔氢氯化法生产氯乙烯工艺中，氯化汞触媒在使用一定时间后，由于氯化汞的挥发而失去活性，使反应速率下降，导致无法正常生产。工业上，一般采用抽废触媒装填新触媒的方法来维持正常生产。废触媒严格按照国家危废管理规定进行储存和回收，不会对环境造成汞污染。

（2）抽触媒废水

氯化汞触媒在失去活性后，需要进行触媒的倒换、翻换。采用真空负压装置将抽出转化器列管中的氯化汞触媒，真空负压装置产生的抽触媒废水送往除汞岗位处理。

（3）高效除汞器及转化器中含汞废活性炭

在转化器装填完触媒后，均要在其上下封头上覆盖一定数量的活性炭，活性炭会吸附部分挥发气相汞，其他挥发的汞通过高效除汞器内活性炭进行吸附。这些含汞的废活性炭具有固汞的作用，其中的汞也具有回收的价值，可以全部回收到有资质的厂家进行回收处理。

（4）碱洗塔排水

粗氯乙烯气体在碱洗塔经过碱液进一步中和残余的氯化氢气体，保证压缩气体中不含氯化氢。碱洗塔运行一段时间后，需要将塔内碱液进行更换。碱洗塔内的碱液更换时，需要将原有碱洗塔内的碱液排放，并将碱洗塔用一次水进行冲洗。碱洗塔排放废碱水和冲洗水均属于含汞废水，这部分碱洗塔排水是电石法聚氯乙烯工艺产生的含汞废水的主要组成部分，在生产中，直接送往除汞岗位进行严格的回收处理。

2 含汞废酸的处理技术

在生产过程中，过量的氯化氢在组合塔吸收产生的质量分数为31%盐酸中汞含量较高，是汞污染防治的重点。对于质量分数31%盐酸的综合利用，在生产上采用直接加热方法解析盐酸中的氯化氢，用于氯乙烯的合成；同时，也产生了质量分数为22%的恒沸酸，这部分含汞废酸再通过与一定浓度的解析助剂进行恒沸蒸馏，将废酸中的氯化氢质量分数解析到1%以下，解析产生的氯化氢直接返回到系统中作为原料使用，1%的稀酸满足水洗塔中的补水要求，作为补水进入水洗塔装置再循环利用。

3 含汞废水处理工艺

天能化工含汞废水处理采用沉降法+膜过滤+高效吸附除汞法，处理完的含汞废水，出水汞浓度在0.005 mg/L以下，达到了国家标准GB15581-95规定的排放要求。除汞工艺流程示意图见图3。

图3 除汞工艺流程示意图

4 碱洗塔排水的减排措施

碱洗塔排水的组成见图4，碱洗塔排水的检测数据见表1。

图4 含汞废碱水组成及流量

表1 碱洗塔排水数据

在治理含汞废水的措施中，减少碱洗塔排水量是最有效的措施。碱洗塔排水具体操作如下：（1）碱洗塔内15%液碱运行一段时间后，根据化验室的取样分析，确定碱洗塔内碳酸钠浓度，在碳酸浓度≤6%时进行排碱，碱液排入除汞岗位处理；（2）排完碱后，往碱洗塔内加一次水，进行洗塔，循环3次，冲洗水直接排入除汞岗位处理；（3）将32%加入碱洗塔，补加配置15%所需一次水量，配置成15%的碱液即可使用。

根据碱洗塔排水的操作可以看出，碱洗塔排水分为2部分，即碱洗塔废碱水和碱洗塔冲洗水。分析数据分别见表2和表3。

表2 废碱水数据

表3 冲洗水数据

由表2、表3数据可以看出，碱洗塔废碱水的主要成分为氢氧化钠，碱洗塔冲洗水的主要成分为碳酸钠。根据碱洗塔各部分排水组分的数据分析，制定碱洗塔排水减排措施如下。

（1）碱洗塔废碱水配碱循环使用。碱洗塔废碱水收集起来进行配碱，即在碱洗塔废碱水直接加入32%碱，配置成15%的碱液用于碱洗塔。这样废碱水可以循环使用，不但降低一次水和32%碱的消耗，还减少了碱洗塔含汞废水的排放。

（2）碱洗塔冲洗水除碳酸钠后循环使用。碱洗塔冲洗水主要成分为碳酸钠，用冲洗水罐收集起来，通过加酸调节pH值，去除碳酸根离子后，作为碱洗塔冲洗水循环使用。工艺简图见图5。

5 运行效果

天能化工针对碱洗塔排水减排措施实施技改，运行循环使用5～7天排放废水至含汞水处理一次，碱洗塔排水量得到了大幅度的降低，降低了含汞废水的总量，提高了水资源循环利用率。技改前后具体数据见表4。

图5 含汞水减排方案措施简图

表4 技改前后碱洗塔排水数据对比

6 结语

针对电石法聚氯乙烯生产工艺的汞流向特性，制定了含汞废水的减排措施。从根本上降低了含汞废水的排放，提高了汞资源和水资源的使用效率，降低了企业含汞废水处理运行成本，极大地推动了企业清洁生产的实施。

Study on the reduction measures of mercury containing waste water in production of polyvinyl chloride

HUANG Fu-ming，HUANG Shuai-jie，YANG You-xin

（Tianneng Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000， China）

According to the process of production of polyvinyl chloride in the process of calcium carbide process，the flow of mercury in the process of investigation，the development of mercury containing waste water reduction measures.

PVC；wastewater containing mercury；recycling use；conserve energy；reduce emissions

X783.2

B

1009－1785(2017)09-0038-03

2016-08-12