前言
目前,我國以電石為原料生產的PVC樹脂約占PVC樹脂總產量的50%,其工藝路線為電石乙炔與氯化氫反應合成VCM(氯乙烯單體),使用活性炭吸附的氯化汞作為催化劑,在生產過程中汞會造成一定的污染。海吉公司VCM生產裝置采用引進荷蘭J B公司的生產技術,VCM設計能力為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,在生產工藝及汞污染物的處理上采取了有效措施。
1 生產工藝
乙炔與氯化氫按一定的比例混合后進入反應器,在氯化汞催化劑催化作用下,乙炔與氯化氫反應生成粗VCM氣體,反應方程式為:C2H2+HClHgCl2催化劑C2H3Cl。
粗VCM氣體再經壓縮、冷凝、精制得到成品VCM。國內電石乙炔法在生產工藝上均有洗滌工序,即在粗VCM氣體壓縮之前先進行水洗、堿洗,以除去氣體中未反應的氯化氫氣體,水洗、堿洗后回收的鹽酸、廢酸水、廢堿液會受到汞的污染。我公司在VCM生產工藝上采用了干法生產技術,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,具體特點如下:(1)對反應原料氣進行嚴格的干燥處理,控制含水量小于5×10-7;(2)嚴格控制氯化氫與乙炔配比;(3)國內反應器一般使用水作為冷卻介質,反應器一旦泄漏,水會進入反應區,從而造成對反應器的腐蝕及催化劑的損壞(本裝置使用了專利設計的反應器,用庚烷代替水作為冷卻介質,較好地解決了反應器的泄漏問題);(4)由于在生產過程中嚴格控制物料含水量,且反應后的粗VCM氣體中含氯化氫的量較低,故粗VCM氣體不進行水洗、堿洗,而是直接進入壓縮機;(5)反應器設置2臺冷卻器,反應后的粗VCM在冷卻器中進行冷卻,含汞污染物在冷卻器中集存,定期進行切換清洗,以除去設備中的汞污染物,清洗水進行回收,統一處理。
2 含汞污水的處理
在裝置內部設置了一套處理含汞污水的設備,用于集中處理VCM裝置產生的含汞污水。
2.1 含汞污水的收集
(1)催化劑裝卸區:催化劑用真空系統從反應器中移走,灑落在催化劑裝卸區的催化劑灰塵經沖洗進入集水池中。
(2)反應區:循環反應器置換催化劑時,直接將催化劑卸在反應區地面上。廢催化劑收集在桶中,殘留的灰塵用水沖洗進入反應區集水池。在進行壓力容器檢驗之前,要求對主反應器和循環反應器的內部進行清洗,清洗水也收集在反應區集水池中。
反應區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器產品冷卻器、初級和次級冷凝器、輕餾分汽提系統、分餾塔、重餾分汽提塔、循環反應器產品冷卻器、反應器冷凝器以及放空冷凝系統相連的工藝管道的含汞排放物。
(3)汞沖洗區:有一專用區域,在設備移出裝置前,對工藝設備進行清洗。清洗水收集在池中。
