如何消除电石法聚氯乙烯生产中的汞污染问题

辛晶晶 许珊珊

摘要：介紹了昊华宇航化工集团股份有限公司，在电石法聚氯乙烯生产中，通过全面分析氯化汞的流失方向，制定出相应的管理制定和治理方案。通过增加含汞废水治理系统和清净处理装置，最终使废酸及废水中的氯化汞含量达标。

关键词：聚氯乙烯;转化器;汞蒸气;含汞废酸;含汞废水治理

聚氯乙烯（PVC）是五大通用塑料之一，广泛应用于工业、农业、国防、化学建材等重要领域。是“以塑代钢、以塑代木”的重要产品，是建立资源、能源节约型社会的重要产品之一，在国民经济中占有重要的地位。

在传统电石法聚氯乙烯生产艺中，氯乙烯合成工序采用固定床反应器，氯化汞作为催化剂。目前，电石法氯乙烯合成反应使用以活性炭为载体的氯化汞触媒，此方法的优点是：乙炔转化率高，所需设备不太复杂，生产技术比较成熟，目前为大规模工业生产所采用，其缺点：氯化汞触媒有毒，价格昂贵。氯化汞触媒中会析出汞蒸汽，随着粗氯乙烯气体进入后续生产单元。在《常用危险化学品的分类及标志》（GB13690-92）中，规定氯化汞危险性类别为第6.1类，其具体的危害性如下：

毒害品（腐蚀性）侵入途径：吸入、食入、皮肤接触。

健康危害：低浓度的食入或吸入，对喉腔、鼻腔、粘膜，牙龈等有刺激作用，急性中毒时会出现牙龈出血，咽疼、咳嗽、咯痰、心率加快、心慌等现象，严重中毒时会出现呼吸窘迫、口腔鼻腔出血、心率加快、心慌、昏迷、休克等现象。慢性中毒会使中毒者肾功能下降、破坏神经系统和血液系统，有牙松动脱落、大量掉发、食物贪荤、双手发抖等现象，临床尿检血检中尿含量超标，皮肤接触中毒会出现呼吸窘迫、口腔鼻腔出血、心率加快、心慌、昏迷、休克等现象。

环境危害：该物质对环境有严重的危害，会对地表、水、土壤、大气和饮用水造成污染。[1]

燃爆危险：氯化汞触媒遇高温明火易燃烧，氯化汞不会燃烧，但与钾、钠等金属能剧烈反应，有腐蚀性。

对环境有严重危害，污染水体、土壤和空气、伤害人、畜和其他动物。

针对氯化汞重大的危害性，并且随着环保排放标准的不断提高，以及职工职业病防范意识的不断加强，各氯碱企业都不断加大了汞污染的综合治理力度。目前主要的去除氯化氢的方法，多采用活性炭吸附汞蒸汽，并且采用低效除汞器和高效除汞器串联的方式。但是由于生产负荷高、活性炭失效以及阀门内漏等情况，导致汞蒸汽依然会进入转化水洗净化系统。由于除汞器后的水洗塔和泡沫脱酸塔具有喷淋和降温作用，导致汞蒸汽在此冷凝，并溶于盐酸。所以当生产规模为年产20万吨树脂粉时，转化工序每小时会生产3m3盐酸，盐酸中氯化汞的浓度为0.02～0.04mg/l，使企业存在较大的环保压力。

针对上图中转化工序生产过程中氯化汞的去向，我们企业制定了相应的管理制度和治理措施，来消除氯化汞对职工建康及环境的危害。

1加强含汞危废物的管控：

1.1严格含汞危废物仓库的管理，由工段指派专人进行管理。

1.2转化现场地沟、马路、一楼、二楼等界区内严禁出现散落的触媒颗粒，触媒发生散落，现场人员及时清理和回收。。

1.3更换触媒、检维修转化器时，覆盖界区地沟，同时转化器盖下必须铺设雨布，无工作时转化器上覆盖雨布，遇异常天气不允许进行触媒装填和转移。

1.4岗位人员严格进行交接班，现场不能有触媒粒。严禁用水冲洗转化界区地面。

1.5转化工序产生的废触媒、汞泥及触媒灰，必须由具有废触媒治理资质的单位回收处理。

1.6转化系统产生的废水，输送至含汞废水装置进行处理，禁止转化含汞废水外排。

2保证脱汞器运行效果：

乙炔和氯化氢气体在转化器中，通过触媒氯化汞催化合成氯乙烯气体，同时氯化汞触媒中会析出汞蒸汽，随着粗氯乙烯气体进入后续生产单元，造成氯化汞污染。为了降低粗氯乙烯气体向后续装置夹带氯化汞，分别增加了两台低效脱汞器和高效脱汞器，利用脱汞器内装填的活性炭，将粗氯乙烯气体中的氯化汞吸附在活性炭内。通过定期对脱汞气体内活性炭的含汞量进行分析，制定出脱汞器更换活性炭的周期，保证脱汞器的正常运行效果。[2]

3优化转化器消除泄漏的管理方法

目前二期转化有68台转化器，由于转化系统的生产过程中，转化器的温度变化较大，并且装置内存在大量腐蚀性气体，导致设备及管道泄漏几率较高，泄漏出的有毒气体中含有微量的氯化汞，会对岗位人员造成伤害，并且造成环保污染。所以制定每周对转化器进行查漏的制定，对查出的泄漏部位进行挂牌管理，并且记录转化器泄漏台账，列出整改计划，最终消除转化器的所有泄漏点，可以有效降低转化器的泄漏点数量，并且有助于改善现场操作人员的作业环境。

4减少含汞盐酸的产量：

4.1增大了泡沫塔填料层的循环量（由110m3/h提高到130m3/h），提高了泡沫塔填料层的吸收能力。

4.2将泡沫塔泡罩层的下酸管道，由DN100改为DN150，从而增大了泡沫塔泡罩层的进酸量（由5m3/h提高到7m3/h），提高了泡沫塔的吸收率（调整后每小时吸收氯化氢的量由700Kg提高到980Kg），减轻了水洗塔系统的负荷。

4.3将盐酸常规解析的脱析塔和脱析塔再沸器，更换为高压设备，从而将盐酸常规解析的再沸器的加热介质，由低压蒸汽改为使用高压蒸汽，使脱析塔塔底温度由110℃提高到122℃，解析出的氯化氢流量由800m3/h提高到1200m3/h，脱析出的稀酸浓度由21%降到15%，泡沫脱酸塔的产酸量由3m3/h降低到0.2m3/h。[3]

4.4将泡沫塔上层的除沫器加装固定螺栓，保证含汞盐酸不会随着粗氯乙烯气体向水洗塔内夹带，使水洗塔内盐酸的汞含量在0.01mg/l（达到环保要求，如下表表一，为改造前后对比数据）。

5清凈系统增加除磷装置：

在电石法聚氯乙烯生产中，清净系统产生的废次氯酸钠溶液需要外排，但总排总磷会超标。此问题已严重制约我公司稳定运行，亟须制定方案解决。为有效解决清净废次钠的处理问题，在PVC清净区域建设除磷装置，处理后的清液调节PH后去地下管网，浓渣浆经过钡法脱硝的硫酸钡抽滤装置处理后，干渣浆与烧碱分厂板块压滤的盐泥统一进行处理。在除磷装置的运行过程中，需要从转化水洗塔输送来的5%盐酸（2m3/h）来调整PH值。[4]6增加含汞废水处理装置：含汞污水处理方法及处理装置，装置包括：油水汞分离器;气体总管道与气态汞吸附器的底部连接，气体总管道分别与油水汞分离器的顶部、气浮除汞器以及汞吸附过滤器通过管道连接;油水汞分离器的侧壁、气浮除汞器的侧壁以及汞吸附过滤器的顶部通过管道依次连接，汞吸附过滤器的底部通过净水管道与净水罐的侧壁上部连接。

工艺流程为：转化系统产生的含汞废水以1m3/h的流量，进入油水汞分离器、气浮除汞器、汞吸附过滤器、气态汞吸附器处理后通过净水管道进入净水罐，油水汞分离器、气浮除汞器、汞吸附过滤器排出的废气进入气态汞吸附器中进行吸附处理，处理后含汞量在10ppb以下的废水再进入清净除磷装置。[5]

7处理转化碱洗塔洗槽换碱碱水中的含汞废水：

转化碱洗塔的含汞废碱排入转化污水池中，然后将泡沫脱酸塔中的含汞浓酸也排入污水池，中和废碱液，调整PH值为7-9。当水调整PH值合格后，将含汞废水打入含汞污水处理站，经含汞废水处理系统后，送至清净除磷装置。具体流程图如下：

参考文献：

[1]崔德杰，张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报，2004，35。

[2]夏立江，王宏康，土壤污染及其防治[M].上海：华东理工大学出版社，2001：15-18。

[3]杨军，郑袁明，陈同斌，等，北京市凉凤区土壤重金属的积累及其变化趋势[J].环境科学学报，2005。

[4]宋菲，郭玉义，刘孝义.镉、锌、铅复合污染对菠菜的影响，农业环境保护，1996，15（1）：9。

[5]WuYongfeng，LiuCongqiang，TuChenglong.TheHeavyMetalPollutioninUrbanSoilsofGuiyangCityandTheirPotentialEcologicalHazardAssessment[J].BulletinofMineralogy，PetrologyandGeochemistry，2007，26（3）：254-257。