电石法PVC树脂节能减排技术研究
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摘 要：國民经济的快速发展，使得PVC应用用途得到切实拓展，社会对于其需求量呈现出显著上升趋势。但在国内PVC产能不断提升的同时，市场之间竞争也变得日益激烈，企业想要从中脱颖而出，需要在节能降耗以及成本投入控制等方面展开深入研究。在此背景下，电石法PVC树脂节能减排技术开始得到广泛关注。本文将重点对电石法PVC树脂节能减排各项技术展开研究，期望能够为各项技术应用与发展提供一些启示。
关键词：密闭循环;节能减排;环境污染;电石法PVC
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.003
PVC，即聚氯乙烯，是在引发剂作用下由氯乙烯聚合形成的热塑性树脂。目前，国内PVC生产主要以电石乙炔技术为主，此种方法虽然具有一定优势，但却存在着生产污染较大的问题，会在生产过程中产生一定量的废气、电石渣以及废水等物质，对周边环境形成直接影响，也会直接增加生产成本，生产效果并不理想。鉴于此，电石法PVC树脂节能减排技术成为领域学者研究重点，其逐渐成为了解决企业持续性发展问题的重要手段。
1 干法乙炔生产工艺
湿法乙炔技术是较为常见的电石法PVC生产技术，采用该项技术实施生产每年会产生约1200万吨电石渣，污染问题较为严重。为解决这一问题，国内公司开始对干法乙炔技术展开了应用与研究。在对此种新技术进行应用时，会运用高于理论量水分以雾化形式对电石粉展开处理，整体分解效果较为理想，水解率能够达到99%以上，处理效果要远远优于湿法处理工艺[1]。同时运用此种技术所产生的电石渣粉末可回收再利用，可将其制成漂白剂、砖块或者水泥等物质，不会对周边环境产生较大污染，且不需要占用大量土地。此外，此种技术还具有自动化水平较高，生产安全程度理想等方面的优势，值得广泛推广。
2 废酸脱吸与密闭循环工艺
为保证乙炔反应完全程度，在进行氯乙烯合成时，会对大量氯化氢展开应用。虽然过量氯化氢的运用，会为最终反应结果提供可靠保障，但因为其需要运用水洗手段进行处理，会产生一定量含汞废盐酸，所以会造成成本浪费以及环境污染等问题。为妥善解决这一状况，企业开始运用密闭循环模式对氯化氢展开了回收与处理。在具体进行处理过程中，会通过对筛板塔或泡沫塔的运用，对水展开吸收，所产生的质量分数为30%左右的副产盐酸会进行外销处理，而含少量氯化氢的合成气会经过循环碱洗、水洗处理[2]。此种处理工艺虽然可以回收部分氯化氢，但却因为废酸价格的问题，使得工艺经济性并未达到预期。因此国内企业对废酸脱吸装置与工艺展开全面调整与优化，废酸经过泡沫塔处理后会经由脱吸塔展开氯化氢吸出处理，之后会在石墨换热器作用下返回合成系统进行循环运行。新型处理工艺有效解决了传统处理工艺所存在的各项问题，氯化氢吸收与处理能力得到了显著提升，整体碱洗、水洗装置经济效益更加理想。
3 母液水利用与回收工艺
在运用悬浮法实施PVC生产时，所产生的离心母液所含有的聚氯乙烯单体与悬浮物浓度相对较高，会对环境形成严重污染，且会造成大量水资源浪费，会产生一定量VCM，在水中形成潜在安全隐患，会对污水处理系统运行形成严重阻碍，不可随意进行排放。为妥善解决这一问题，生产企业需要结合实际生产情况，对离心母液水展开科学运用，以在减轻生产污染的同时，达到有效缓解水资源短缺问题的目标。
在进行离心母液水处理时，通常会将其与其他生产污水混合在一起共同进行处理，并会在达到相应排放标准之后，对其进行排放。因为离心母液水质较为理想，所以部分企业在进行处理时并没有采用繁杂工艺，会运用简单处理方式，结合其他工艺冲洗手段对其展开处理。同时，在工业用水紧缺问题日益凸显的今天，一些单位开始尝试对母液水进行回收再利用，期望能够通过对母液水的合理运用，有效解决聚合生产用水问题[3]。
4 乙炔浓硫酸清净工艺
乙炔清净是PVC生产主要工序之一，会通过对次氯酸钠法的运用，完成相应处理任务。在对此种工艺进行应用时，需要运用大量水资源进行乙炔温度控制，会在清净后产量一定量含次钠废水，废水处理难度相对较大。浓硫酸清净工艺的使用，会产生少量废水与大量废硫酸，企业会通过对这一部分废水的运用，为乙炔发生提供水资源保障[4]。同时，在进行乙炔发生过程中，还可对生产过程中所产生的其他废水进行使用，可实现对水资源的充分运用。一般此种工艺废硫酸产生量在23kg/tPVC左右，可制成产品进行销售，能够为企业获取到更加客观的经济收益。
5 氯乙烯生产氯化汞处理工艺
进行电石法氯乙烯生产时，多数会将HgC12催化剂作为生产主要催化剂，并会将活性炭作为催化剂重要载体。此种催化剂在进行升华处理时，会出现流失问题，且会产生一定量的汞，具有较大毒性，会随废水排放到河水之中，这样不仅会对水体造成污染，影响水中生物生长，同时人体还会因为饮用水或食物链等原因出现汞中毒状况。就目前催化剂使用情况而言，触媒中的氯化亚汞与氯化汞质量分数通常在12%左右，氯化汞使用时长大约为10个月，在被更换触媒中，氯化汞质量在6%左右，触媒消耗约为2kg/t[5]。同时，由于我国汞资源相对较为贫瘠，多数汞矿山都面临着无汞可采的状况，如果不对资源使用展开合理控制，会使资源使用出现严重问题，所以为保证电石法PVC生产长久性，需要对有限汞资源展开充分利用，要通过合理手段将能源消耗控制在最低。
就理论层面而言，在氯化汞催化剂作用下，氯化氢会与乙炔发生反应，生成一定量的氯乙烯，在此过程中，催化剂不会参与反应。但在实际进行生产时，催化剂的使用却存在着一定期限，其活性会随着使用时间的增加而出现逐渐减少的状况，当活性下降到一定程度之后，便无法再继续进行使用，需要及时对其进行更换。在具体进行生产时，转化器中催化剂使用时间一般在7500小时左右，生产企业一方面要对生产操作展开严格管理，做好清净处理，要将次氯酸钠中的有效氯质量分数控制在0.09%左右，且要将pH值控制在7-8范围之内，需要科学对砷、硫、磷等杂志展开处理;另一方面需做好乙炔预冷器降温以及捕雾器捕雾脱水处理，在将乙炔与氯化氢混合在一起之后，需要将其送入到并联石墨冷却器之中，再将其送入到酸雾过滤器内，逐步展开降温、除雾、水体积分数控制等操作。同时需要通过对新型转化器的运用，将转化器列管数量增加到810根以上，在转化器内部安装折流板装置，以实现对移热能力进行切实强化的目标。此外，为降低生产过程对于生态环境的影响，需要通过密封处理手段，将汞流失可能性控制在最小。在此过程中应通过对水环真空泵的运用，将转化器列管内催化剂抽送到催化剂储罐之中，再从储罐底部对其进行释放，装入专用密封袋内。
6 转化器热水自压循环工艺
由于氯乙烯合成过程中会产生大量热量，需要使用大量循环热水，若反应热无法及时排出，便会使设备内部出现温度过高问题，会造成转化器上部出现大量水汽或触媒失效等问题，并不利于生产顺利开展。传统生产多以强制循环为主，会通过不定期进行软化水补充的方式，对反应温度进行控制。而转化器热水自压循环工艺的运用，会利用转化器回水管路汽水分离器将反应热减压释放生成蒸汽，会在重力作用下，实现热水降温自压循环[6]。与传统工艺相比，此种工艺节能减排效果更加理想，能够实现对反应热能的及时转移，减少不必要的热水泵设备投入，能够将动力消耗控制在较低水平，保证转化器反应温度偏离与热水气阻等问题解决质量，从而实现对触媒使用时长的有效延长，达到投入少、见效快的高质量生产模式。
7 结束语
通过本文对电石法PVC树脂节能减排技术相关内容的介绍，使我们对电石法PVC生产各种节能减排技术有了更加清晰的认知。相关企业应明确认识到，在PVC产能不断提升的今天，为实现企业持续性发展目标，企业需要加大对环境保护以及能耗控制等内容的研究力度，要将节能减排作为生产工艺应用与研究重要方向，做好生产对于周边环境的控制，以在响应社会环保节能号召的同时，有效改善传统生产所存在的资源浪费以及生产效率低下等方面的问题，实现绿色化、节能化PVC生产模式，从而达到理想化PVC生产效果。
参考文献：
[1]吴智兵.提高电石法PVC特种树脂产品质量的措施[J].中国氯碱，2017（10）.
[2]叶发宝.电石法PVC生产工艺中的综合利用[J].化工管理，2017（27）.
[3]耿庆鲁.电石法PVC生产可持续发展的节能减排措施[J].中国氯碱，2017（11）：42-44.
[4]牛友德，张敏，任备战.电石法PVC含汞废水处理工艺的开发研究与应用[J].中国氯碱，2017（11）：34-36.
[5]郑慧芳.电石法PVC生产工艺流程[J].石化技术，2017（07）.
[6]李江，徐柯，韩慧珏等.电石法PVC生产中汞污染减排措施[J].聚氯乙烯，2017（04）.
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