徐聯(lián)軍

摘 要：國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，使得PVC應用用途得到切實拓展，社會對于其需求量呈現(xiàn)出顯著上升趨勢。但在國內(nèi)PVC產(chǎn)能不斷提升的同時，市場之間競爭也變得日益激烈，企業(yè)想要從中脫穎而出，需要在節(jié)能降耗以及成本投入控制等方面展開深入研究。在此背景下，電石法PVC樹脂節(jié)能減排技術(shù)開始得到廣泛關(guān)注。本文將重點對電石法PVC樹脂節(jié)能減排各項技術(shù)展開研究，期望能夠為各項技術(shù)應用與發(fā)展提供一些啟示。

關(guān)鍵詞：密閉循環(huán);節(jié)能減排;環(huán)境污染;電石法PVC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.003

PVC，即聚氯乙烯，是在引發(fā)劑作用下由氯乙烯聚合形成的熱塑性樹脂。目前，國內(nèi)PVC生產(chǎn)主要以電石乙炔技術(shù)為主，此種方法雖然具有一定優(yōu)勢，但卻存在著生產(chǎn)污染較大的問題，會在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生一定量的廢氣、電石渣以及廢水等物質(zhì)，對周邊環(huán)境形成直接影響，也會直接增加生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效果并不理想。鑒于此，電石法PVC樹脂節(jié)能減排技術(shù)成為領(lǐng)域?qū)W者研究重點，其逐漸成為了解決企業(yè)持續(xù)性發(fā)展問題的重要手段。

1 干法乙炔生產(chǎn)工藝

濕法乙炔技術(shù)是較為常見的電石法PVC生產(chǎn)技術(shù)，采用該項技術(shù)實施生產(chǎn)每年會產(chǎn)生約1200萬噸電石渣，污染問題較為嚴重。為解決這一問題，國內(nèi)公司開始對干法乙炔技術(shù)展開了應用與研究。在對此種新技術(shù)進行應用時，會運用高于理論量水分以霧化形式對電石粉展開處理，整體分解效果較為理想，水解率能夠達到99%以上，處理效果要遠遠優(yōu)于濕法處理工藝[1]。同時運用此種技術(shù)所產(chǎn)生的電石渣粉末可回收再利用，可將其制成漂白劑、磚塊或者水泥等物質(zhì)，不會對周邊環(huán)境產(chǎn)生較大污染，且不需要占用大量土地。此外，此種技術(shù)還具有自動化水平較高，生產(chǎn)安全程度理想等方面的優(yōu)勢，值得廣泛推廣。

2 廢酸脫吸與密閉循環(huán)工藝

為保證乙炔反應完全程度，在進行氯乙烯合成時，會對大量氯化氫展開應用。雖然過量氯化氫的運用，會為最終反應結(jié)果提供可靠保障，但因為其需要運用水洗手段進行處理，會產(chǎn)生一定量含汞廢鹽酸，所以會造成成本浪費以及環(huán)境污染等問題。為妥善解決這一狀況，企業(yè)開始運用密閉循環(huán)模式對氯化氫展開了回收與處理。在具體進行處理過程中，會通過對篩板塔或泡沫塔的運用，對水展開吸收，所產(chǎn)生的質(zhì)量分數(shù)為30%左右的副產(chǎn)鹽酸會進行外銷處理，而含少量氯化氫的合成氣會經(jīng)過循環(huán)堿洗、水洗處理[2]。此種處理工藝雖然可以回收部分氯化氫，但卻因為廢酸價格的問題，使得工藝經(jīng)濟性并未達到預期。因此國內(nèi)企業(yè)對廢酸脫吸裝置與工藝展開全面調(diào)整與優(yōu)化，廢酸經(jīng)過泡沫塔處理后會經(jīng)由脫吸塔展開氯化氫吸出處理，之后會在石墨換熱器作用下返回合成系統(tǒng)進行循環(huán)運行。新型處理工藝有效解決了傳統(tǒng)處理工藝所存在的各項問題，氯化氫吸收與處理能力得到了顯著提升，整體堿洗、水洗裝置經(jīng)濟效益更加理想。

3 母液水利用與回收工藝

在運用懸浮法實施PVC生產(chǎn)時，所產(chǎn)生的離心母液所含有的聚氯乙烯單體與懸浮物濃度相對較高，會對環(huán)境形成嚴重污染，且會造成大量水資源浪費，會產(chǎn)生一定量VCM，在水中形成潛在安全隱患，會對污水處理系統(tǒng)運行形成嚴重阻礙，不可隨意進行排放。為妥善解決這一問題，生產(chǎn)企業(yè)需要結(jié)合實際生產(chǎn)情況，對離心母液水展開科學運用，以在減輕生產(chǎn)污染的同時，達到有效緩解水資源短缺問題的目標。

在進行離心母液水處理時，通常會將其與其他生產(chǎn)污水混合在一起共同進行處理，并會在達到相應排放標準之后，對其進行排放。因為離心母液水質(zhì)較為理想，所以部分企業(yè)在進行處理時并沒有采用繁雜工藝，會運用簡單處理方式，結(jié)合其他工藝沖洗手段對其展開處理。同時，在工業(yè)用水緊缺問題日益凸顯的今天，一些單位開始嘗試對母液水進行回收再利用，期望能夠通過對母液水的合理運用，有效解決聚合生產(chǎn)用水問題[3]。

4 乙炔濃硫酸清凈工藝

乙炔清凈是PVC生產(chǎn)主要工序之一，會通過對次氯酸鈉法的運用，完成相應處理任務。在對此種工藝進行應用時，需要運用大量水資源進行乙炔溫度控制，會在清凈后產(chǎn)量一定量含次鈉廢水，廢水處理難度相對較大。濃硫酸清凈工藝的使用，會產(chǎn)生少量廢水與大量廢硫酸，企業(yè)會通過對這一部分廢水的運用，為乙炔發(fā)生提供水資源保障[4]。同時，在進行乙炔發(fā)生過程中，還可對生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的其他廢水進行使用，可實現(xiàn)對水資源的充分運用。一般此種工藝廢硫酸產(chǎn)生量在23kg/tPVC左右，可制成產(chǎn)品進行銷售，能夠為企業(yè)獲取到更加客觀的經(jīng)濟收益。

5 氯乙烯生產(chǎn)氯化汞處理工藝

進行電石法氯乙烯生產(chǎn)時，多數(shù)會將HgC12催化劑作為生產(chǎn)主要催化劑，并會將活性炭作為催化劑重要載體。此種催化劑在進行升華處理時，會出現(xiàn)流失問題，且會產(chǎn)生一定量的汞，具有較大毒性，會隨廢水排放到河水之中，這樣不僅會對水體造成污染，影響水中生物生長，同時人體還會因為飲用水或食物鏈等原因出現(xiàn)汞中毒狀況。就目前催化劑使用情況而言，觸媒中的氯化亞汞與氯化汞質(zhì)量分數(shù)通常在12%左右，氯化汞使用時長大約為10個月，在被更換觸媒中，氯化汞質(zhì)量在6%左右，觸媒消耗約為2kg/t[5]。同時，由于我國汞資源相對較為貧瘠，多數(shù)汞礦山都面臨著無汞可采的狀況，如果不對資源使用展開合理控制，會使資源使用出現(xiàn)嚴重問題，所以為保證電石法PVC生產(chǎn)長久性，需要對有限汞資源展開充分利用，要通過合理手段將能源消耗控制在最低。

就理論層面而言，在氯化汞催化劑作用下，氯化氫會與乙炔發(fā)生反應，生成一定量的氯乙烯，在此過程中，催化劑不會參與反應。但在實際進行生產(chǎn)時，催化劑的使用卻存在著一定期限，其活性會隨著使用時間的增加而出現(xiàn)逐漸減少的狀況，當活性下降到一定程度之后，便無法再繼續(xù)進行使用，需要及時對其進行更換。在具體進行生產(chǎn)時，轉(zhuǎn)化器中催化劑使用時間一般在7500小時左右，生產(chǎn)企業(yè)一方面要對生產(chǎn)操作展開嚴格管理，做好清凈處理，要將次氯酸鈉中的有效氯質(zhì)量分數(shù)控制在0.09%左右，且要將pH值控制在7-8范圍之內(nèi)，需要科學對砷、硫、磷等雜志展開處理;另一方面需做好乙炔預冷器降溫以及捕霧器捕霧脫水處理，在將乙炔與氯化氫混合在一起之后，需要將其送入到并聯(lián)石墨冷卻器之中，再將其送入到酸霧過濾器內(nèi)，逐步展開降溫、除霧、水體積分數(shù)控制等操作。同時需要通過對新型轉(zhuǎn)化器的運用，將轉(zhuǎn)化器列管數(shù)量增加到810根以上，在轉(zhuǎn)化器內(nèi)部安裝折流板裝置，以實現(xiàn)對移熱能力進行切實強化的目標。此外，為降低生產(chǎn)過程對于生態(tài)環(huán)境的影響，需要通過密封處理手段，將汞流失可能性控制在最小。在此過程中應通過對水環(huán)真空泵的運用，將轉(zhuǎn)化器列管內(nèi)催化劑抽送到催化劑儲罐之中，再從儲罐底部對其進行釋放，裝入專用密封袋內(nèi)。

6 轉(zhuǎn)化器熱水自壓循環(huán)工藝

由于氯乙烯合成過程中會產(chǎn)生大量熱量，需要使用大量循環(huán)熱水，若反應熱無法及時排出，便會使設備內(nèi)部出現(xiàn)溫度過高問題，會造成轉(zhuǎn)化器上部出現(xiàn)大量水汽或觸媒失效等問題，并不利于生產(chǎn)順利開展。傳統(tǒng)生產(chǎn)多以強制循環(huán)為主，會通過不定期進行軟化水補充的方式，對反應溫度進行控制。而轉(zhuǎn)化器熱水自壓循環(huán)工藝的運用，會利用轉(zhuǎn)化器回水管路汽水分離器將反應熱減壓釋放生成蒸汽，會在重力作用下，實現(xiàn)熱水降溫自壓循環(huán)[6]。與傳統(tǒng)工藝相比，此種工藝節(jié)能減排效果更加理想，能夠?qū)崿F(xiàn)對反應熱能的及時轉(zhuǎn)移，減少不必要的熱水泵設備投入，能夠?qū)恿ο目刂圃谳^低水平，保證轉(zhuǎn)化器反應溫度偏離與熱水氣阻等問題解決質(zhì)量，從而實現(xiàn)對觸媒使用時長的有效延長，達到投入少、見效快的高質(zhì)量生產(chǎn)模式。

7 結(jié)束語

通過本文對電石法PVC樹脂節(jié)能減排技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的介紹，使我們對電石法PVC生產(chǎn)各種節(jié)能減排技術(shù)有了更加清晰的認知。相關(guān)企業(yè)應明確認識到，在PVC產(chǎn)能不斷提升的今天，為實現(xiàn)企業(yè)持續(xù)性發(fā)展目標，企業(yè)需要加大對環(huán)境保護以及能耗控制等內(nèi)容的研究力度，要將節(jié)能減排作為生產(chǎn)工藝應用與研究重要方向，做好生產(chǎn)對于周邊環(huán)境的控制，以在響應社會環(huán)保節(jié)能號召的同時，有效改善傳統(tǒng)生產(chǎn)所存在的資源浪費以及生產(chǎn)效率低下等方面的問題，實現(xiàn)綠色化、節(jié)能化PVC生產(chǎn)模式，從而達到理想化PVC生產(chǎn)效果。

參考文獻：

[1]吳智兵.提高電石法PVC特種樹脂產(chǎn)品質(zhì)量的措施[J].中國氯堿，2017（10）.

[2]葉發(fā)寶.電石法PVC生產(chǎn)工藝中的綜合利用[J].化工管理，2017（27）.

[3]耿慶魯.電石法PVC生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能減排措施[J].中國氯堿，2017（11）：42-44.

[4]牛友德，張敏，任備戰(zhàn).電石法PVC含汞廢水處理工藝的開發(fā)研究與應用[J].中國氯堿，2017（11）：34-36.

[5]鄭慧芳.電石法PVC生產(chǎn)工藝流程[J].石化技術(shù)，2017（07）.

[6]李江，徐柯，韓慧玨等.電石法PVC生產(chǎn)中汞污染減排措施[J].聚氯乙烯，2017（04）.