李国栋，周 军

（新疆天业集团有限公司，新疆 石河子 832000）

电石法聚氯乙烯行业汞消减的发展趋势

李国栋，周 军

（新疆天业集团有限公司，新疆 石河子 832000）

结合国内外形势的变化，基于天业集团汞减排的进展及行业低汞化现状，分析了电石法聚氯乙烯行业汞消减行动的发展趋势，提出了未来发展的设想。

低汞催化剂；汞消减；电石法聚氯乙烯

电石法PVC行业中使用氯化汞催化剂，以活性炭为载体、氯化汞为活性组分制备而得。虽然2010年之前，低含量氯化汞催化剂的产品就已经推出并应用，但推广情况并不理想，时至今日，在行业内外的共同努力下，低汞触媒的应用取得了一定的进展，部分企业已经实现了100%的低汞化，但行业内的应用仍不容乐观，单位聚氯乙烯产品的触媒消耗差异较大，应用好的企业可达到1.2 kg/t PVC以下，应用不好的企业甚至在1.6 kg/t PVC以上[1]。

1 国内外形势的变化

1.1 国际汞消减运动的制度推进不断提速

在国际范围内，消减汞资源开采和使用的呼声一直很强烈，可是在初期、国与国之间的谈判并不是很顺利，但最近这几年形势有所变化，相关制度的建设与实施进展有所提速。

2009年2月，在肯尼亚内罗毕举行的联合国环境规划署（UNEP）第25届理事会上，各国一致同意建立全球汞控制公约。之后，相关的会议持续召开。2010年6月，联合国环境规划署在斯德哥尔摩召开了第一次会议（第一轮谈判）；2011年3月，在日本千叶召开了第二次会议（第二轮谈判）；同年10月，在肯尼亚首都内罗毕举行了第三次会议 （第三轮谈判）；2012年6月，在乌拉圭埃斯特角城召开第四次会议（第四轮谈判）；2013年1月，在日内瓦举行了第五次会议（第五轮谈判），最终达成《关于汞的水俣公约》。自此，全球性的汞消减运动完成了相关的制度建设。

2013年10月，联合国环境规划署在日本熊本市召开的 《关于汞的水俣公约》外交全权代表大会上，通过了《关于汞的水俣公约》文本和大会最后文件，各国参会代表分别在最后文件和《关于汞的水俣公约》上签字。

此后，各国应公约的实施先后出具相关的法律法规，国际汞消减的制度推进不断提速。

1.2 国内汞消减日趋严厉

自2009年，中国国家环保部、联合国环境规划署在北京共同主办了 “乙炔法聚氯乙烯生产汞消减国际研讨会”以来，中国始终以积极的姿态参与世界汞消减运动。自2010—2013年，国家环保部等全程参与世界汞公约谈判，历经五轮艰苦的谈判，于2013年达成《关于汞的水俣公约》，并于同年10月在最终文件与公约上签字；期间，国内对汞消减的工作力度不断加强，各相关部委先后发布《关于印发电石法聚氯乙烯行业汞污染综合防治方案的通知》（工信部节[2010]261号）、《关于加强电石法生产聚氯乙烯及相关行业汞污染防治工作的通知》（环发[2011] 4号）、《汞污染防治技术政策》（征求意见稿）、《化学品环境风险防控“十二五”规划》等政策文件，明确“高汞-->低汞-->无汞”的行业汞消减路线及行业汞污染防治目标要求，并不断加强对行业用汞的排查与污染情况的查定。

2016年4月，第十二届全国人民代表大会常务委员会第二十次会议批准了 《关于汞的水俣公约》，更是将我国汞消减运动向前大大地推进了关键的一步。

2 天业集团的汞消减工作

新疆天业（集团）有限公司（下文简称“天业集团”）是“全国首批循环经济试点单位”之一，多年来坚持用循环经济的理念发展“煤-电-化”一体化产业，并逐步成为中国产业化配套最完整、技术先进、循环经济特征明显的电石法PVC生产企业。

面对汞的问题，天业集团秉承国家低汞化、无汞化的总体规划要求，在低汞化方面，基于氯化汞催化剂的全生命周期，跨界思考，涵盖催化剂的制备、使用、废剂回收3个环节，开展以低汞触媒为核心的关键技术的研究与工业化应用推广，着力提升汞资源的整体循环利用率，追求高标准的“低汞化”；在无汞化方面，积极与国内科研院所合作，并依据行业协会牵头建立的产业联盟，开展基于现有工艺的无汞催化技术研究。

2.1 以低汞触媒为核心的成套汞减排技术

基于氯化汞催化剂的全生命周期，可以将电石法PVC行业中汞资源的流转分为3个环节：（1）催化剂的生产制备；（2）催化剂的使用；（3）废催化剂的处置与汞的回收。这些环节分别掌控在催化剂生产企业、电石法PVC生产企业与固体危废处置与汞回收企业手中，主要形态见图1。

图1 成套汞减排技术

3个环节均存在相应的问题，共同影响汞资源的使用。其中，催化剂制备环节，企业较分散、规模偏小，资金与技术实力较弱，低汞催化剂产品的质量不稳定，而且生产过程粗放、环保设施需进一步配套完善；催化剂使用环节，氯化汞会发生气相流失与迁移，在氯乙烯合成的生产流程中产生各类液体与固相的含汞衍生物，需分类收集与处置，难度较大，而且分类处理后汞的形态与含量各异，存储与运输也成问题；废催化剂的处置与汞回收环节，危废运输与处置费用较高，企业对于含汞量低于2%的固废的处置积极性不高；同时，各环节间的交流与沟通并不流畅，汞资源的整体循环利用率不够理想。

针对上述问题，天业集团先后开发出4类技术：（1）低汞触媒技术（包括配方、制备工艺、工业应用等）；（2）高效气相汞捕集技术（包括高效脱汞器与特殊吸附材料）；（3）吸附法含汞废水处理技术（汞离子的富集与直接回用）；（4）汞回收技术（含汞固废无害化处置与汞回收），逐步形成完备的汞消减技术体系。

2011年底，天业集团低汞触媒工业生产装置建成投产，全程密闭投料、自动化控制，过程更环保、品质更稳定，并于2012年起逐步替换高汞触媒、次年在140万t/a电石法聚氯乙烯装置上实现低汞触媒的100%应用，单位聚氯乙烯产品触媒消耗逐步下降。气相汞捕集方面，上线工业装置应用效果良好，组合吸收塔盐酸中汞含量下降超1/2，环保部专家自带仪器、现场检测进一步证实了气相汞的捕集效果；吸附法含汞废水处理方面，建立工业示范装置，出水汞含量稳定在3 mg/m3以下，富集汞离子可直接回用于低汞触媒的生产；汞回收方面，对于汞含量0. 3%以下的低品位固废，实验室实现汞的脱除率99%以上，同时节能效果显著，也与贵州万山合作建立固废处理装置，积极筹备开车运行。

目前，天业集团单位聚氯乙烯产品触媒消耗已达1.2 kg/t PVC以下，完成横跨催化剂制备、使用、废剂处理与汞回收3个环节的技术与产业布局，形成技术、产品、服务三位一体的技术体现，高标准地实现了产业的低汞化。

2.2 非汞催化技术

考虑到电石法聚氯乙烯产业的持续发展，天业集团主要基于催化技术的替代开展研究，即以非汞催化技术替代氯化汞催化技术，而电石法聚氯乙烯的工艺得以继续留存。

天业集团非汞催化技术的研究开始较早。2006年，与清华大学合作，基于流化床反应工艺开展非贵金属无汞催化技术，建立了10 kg级（催化剂）的小试装置，工业侧线测试单次运行超1 000 h；后因活性组份流失及工业放大上的问题，逐步转向固定床贵金属催化技术，实验室研究已到公斤级放大制备、公斤级（催化剂）单管侧线测试。后续，先后与南开大学、大连化物所建立合作关系，研究拓展到类贵金属固体催化及液相非汞催化领域。同时，天业集团已经构建了涵盖实验室研究、工业单管侧线小试、工业化测试、以及配套的催化剂制备及过程表征等较为完善了非汞催化研发与成果转化平台，非汞研发正加速推进。

基于实际进展，固定床非汞固体催化剂，尤其是活性炭载体的贵金属非汞催化技术，未来实现工业化应用的可能性更大一些，但短期内实现突破的难度较大，仍需业界继续加大智力资源与资本的投入。

3 电石法聚氯乙烯行业汞消减的发展趋势分析

3.1 低汞化技术的研发降温、应用升温

低汞化技术的研发与应用已成规模，无论是技术的成熟度、完整性，还是工业化的示范，均已进入发展后期，行业内不同技术的竞争态势已然形成，甚至在低汞触媒上已有恶性竞争的苗头出现，因此在低汞化技术的研发方面的投入或许将逐步衰减。

然而，低汞化技术的应用现状并不乐观，以低汞触媒为例，截至2015年底其实际使用率只有30%左右[2]。随着国内汞消减行动的深入开展，对电石法聚氯乙烯行业汞使用的控制与汞污染的排查，将会越来越细致、越来越严厉；而且受国家调结构、转方式的影响，电石法聚氯乙烯行业的规模化发展将很难再现，企业发展将逐步趋向精细化，企业间的兼并重组或会不断提速，一定程度上或许会促进各类先进技术在行业内的应用与推广；因而，低汞化技术在行业内的应用或会呈现升温态势，在无汞化技术的工业化应用前景明朗之前，对低汞化技术的应用也将成为国内电石法聚氯乙烯企业在产业化发展中重点考虑的问题之一。

3.2 无汞化技术的研究提速

随着中国在汞消减行动上的正式履约及相关活动的逐步展开，无汞化已经成为电石法聚氯乙烯行业未来发展的明确方向，考虑到自身的生存与持续健康发展，越来越多的企业，尤其是行业领军企业，或会逐步主动加大在无汞化技术研发方面的投入；而且，作为“十三五”国家科研的重点任务之一，相关无汞化技术研发与应用的政策及资金等的支持会陆续出台，也会在一定程度上激发企业开展无汞化技术研究的积极性。同时，行业协会也会进一步推进国内外智力资源与企业间的合作，积极推进无汞化技术的研究。因此，无汞化技术的研究将会逐步提速，成为新一轮的热点。

3.3 一定时期内低汞与无汞或会在一定程度上平衡共存

无汞化是行业未来发展的方向，目前从研发上看主要是技术问题，但随着无汞化研究与应用的推进，或许会衍生出其他的问题，如经济性问题，因此即使无汞化技术最终成功实现工业应用，其是否能很快在行业内推广开来，也存在较大的不确定性；同时，MTO及其他的氯乙烯合成路线，也进一步增加了电石法聚氯乙烯行业未来发展的不确定性。因此，在无汞化技术成功应用后，或许低汞技术与无汞技术仍会在一定时期内、一定程度上共存，并形成一种微妙但又相对稳定的动态平衡。

4 设想

基于上述对汞消减发展趋势的分析预测，提出以下汞消减工作的设想。

从企业层面，应适当控制对低汞化技术的研发投入、以避免可能的投资风险，应逐步加大对低汞化技术应用的重视与管控、积极应对日趋严格的环保及相关各方监管，可以结合自身实际、适度关注或加大对无汞化技术的投入。从行业的角度，应督导企业切实强化低汞化技术的应用与实施、巩固行业已有的低汞化成果，避免出现可能的恶性涉汞事件，为行业的持续发展尽可能争取有利的外围政策与舆论环境；积极引导企业，尤其是行业领军企业，担负起无汞化技术研发与应用的责任，构建有效机制，促进科研院所与企业在无汞化技术上的合作，加快无汞化技术的研发与应用进程；同时，也需积极分析MTO及其他氯乙烯合成路线的发展变化，积极分析其对电石法聚氯乙烯行业持续健康发展的影响、考虑各种灵活的应对措施，促进行业的良性发展。

［1］张 鑫．加强电石法聚氯乙烯行业汞污染防治的对策建议．聚氯乙烯，2013，41（7）：1－5，9．

［2］凌 曦，孙阳昭．发展低汞无汞技术是聚氯乙烯行业发展必经之路．世界环境，2016，2（总159）：62－66．

Developing trend of mercury emission reduction in PVC industry

LI Guo-dong，ZHOU Jun

（Xinjiang Tianye Group Co.,Ltd.,Shihezi 832000，China）

According to changes in the situation at home and abroad，the prospect of the next development of mercury emission reduction in PVC industry based on carbide is put forward based on the technological development of mercury emission reduction in Tianye Group and the present status of low-mercury promotion in PVC industry.

low-mercury catalyst；mercury emission reduction；PVC based on carbide

TQ314.24+2

B

1009－1785(2017)03-0020-03

2017-01-26