刘东阳 郭靖

摘 要：本文首先对电石法聚氯乙烯行业的汞污染情况进行了简要分析，之后从触媒全生命周期切入，综合高效脱汞器、低汞触媒、含汞固废回收等技术对汞循环利用的可行性进行了分析。结合研究成果来看，电石法聚氯乙烯行业可以通过对触媒使用相关环节的控制，构建一套汞资源循环利用的模式体系，其循环利用率了可达97%以上。

关键词：电石法聚氯乙烯;汞资源;高效利用

聚氯乙烯是现阶段应用最广泛的塑料之一，其生产工艺有两种，分别是电石法和乙烯法。根据我国能源结构特点来看，电石法更加适用于我国，因此成为聚氯乙烯行业的主流生产工艺。以电石法生产聚氯乙烯需要使用到一种氯化汞催化剂，即汞触媒，生产过程中会造成汞排放，影响生态环境，因此如何实现电石法聚氯乙烯行业中汞资源的高效利用是现阶段该领域研究的重点之一。

1 电石法聚氯乙烯生产工艺及其汞流向分析

乙烯法和电石法是聚氯乙烯生产的两种主要工艺方法，相较而言，电石法无论是在成本还在工艺复杂性方面都要低于乙烯法，因此该工艺方法在我国聚氯乙烯行业得到了广泛的应用。电石法是采用乙炔和氯化氢作为原料，使用氯化汞作为触媒，通过化学反应获得氯乙烯，因此汞污染是我国聚氯乙烯行业中存在的主要污染问题之一。

近些年来，随着我国聚氯乙烯行业的快速发展，氯化汞的使用量也在持续增加。由于汞及其化合物会在生物体内进行永久累积，因此汞污染的治理一直以来都是制约我国聚氯乙烯行业发展的重要因素。与此同时，国际社会对汞污染的重视也在不断提升，在2010年联合国环境署在提出减少工业对汞需求这一议题是就着重强调了电石法聚氯乙烯行业。

结合电石法生产聚氯乙烯的化学反应来看，其汞的流向主要有四：其一，汞触媒。汞触媒作用于乙炔和氯化氢气体反应的过程中。在经过一段时间的使用之后，汞触媒的活性降低，失去催化效果，此时需要更换新的氯化汞。而淘汰的触媒则成为危废。其二，除汞器废活性炭。电石法生产聚氯乙烯会产生高温反应，导致氯化汞出现升华现象，随着粗氯乙烯气体进入到除汞器中，被其中的活性炭所吸附。其三，含汞废酸。粗氯乙烯在经过除汞器后依旧会残留一定量的汞，会随其进入泡沫塔和水洗塔的溶液中形成含汞废酸。其四，含汞废碱。含汞氯乙烯气体进入碱洗塔后，其所含的汞被其中碱性液体吸收形成含汞废碱。

2 电石法聚氯乙烯行业的汞资源的高效循环利用思路研究

2.1 在汞的引入源头进行严格控制

汞触媒的使用是电石法聚氯乙烯生产的唯一汞来源，为了最大程度的控制汞资源的引入，我国在2015年颁布了《氯乙烯合成用低汞触媒》，对低汞触媒的各项质量指标做出了明确的规定。在工业生产过程中，各企业应严格按照其中规定使用汞触媒。

2.2 加强对电石法生产过程中汞的控制

首先，对于工业生产中形成的废汞触媒，关于其中汞的参与量很难进行精确的计量，原因在于很少有企业会对其进行专门的测定整理。通常来讲，如果企业对汞触媒的采供渠道固定，且质量较为稳定，则触媒的使用寿命不会出现巨大波动，同时下线触媒的表现密度也不会出现较大差异，这样则可以为汞流向的查定创造良好的条件。但为了保障数据测定的精确性，企业最好还是对每批次的新旧触媒的氯化汞含量以及表观密度进行严密的跟踪测量。

其次，气相汞捕捉技术。在汞触媒使用的过程中，受高温影响，部分氯化汞会出现升华气化现象，在经过除汞器时，会被活性炭所吸附。为了提高气相汞的脱除效果，应选用质量优异的活性炭，同时做到勤更换。除此之外，还应对脱汞器的结构进行合理设计，如比较常用的径向床结构，相较于普通的脱汞器而言脱汞效果更加显著。为了掌握脱汞器的效果，可以定期对组合塔下酸的汞浓度进行测定，或是对进入脱汞器前后气体中汞的浓度进行比较分析。

再次，对含汞废液进行归集处理。含汞氯乙烯在经过脱汞器后，还需进行酸洗、水洗以及碱洗等工序，其中所包含的大量汞都进入到了酸液、碱液以及废水中，对于这部分含汞废液，可采用的处理方法较多，如化学沉淀法、树脂吸附法等均能够取得不俗的效果。经过归集处理后从废液中去除的汞会以形成固体汞渣进行回收。

2.3 含汞固废的回收

结合上文分析，电石法生产聚氯乙烯中汞的污染和排放均得到有效控制，而想要实现汞资源的循环使用，就需要对废渣中的汞进行高效回收。目前，我国废氯化汞触媒回收处的典型工艺有二，分别为蒸馏法和控氧干馏法。除此之外，经过多年的研究之后，也涌现出了许多新的方法。如四川大学化学工程学院通过对含汞固废焙烧过程汞的迁移和治理技术的研究，获得了焙烧治理技术的最优工艺参数。

2.4 汞资源的循环利用

就目前研究成果来看，关于汞资源循环利用比较具有代表性的成果为新疆天业有限公司化工研究院根据低汞触媒使用中汞的流向，之后结合各类技术所构建的电石法聚氯乙烯行业汞资源高效循環利用体系。

基于上述体系，电石法聚氯乙烯行业汞资源基本上可以实现循环利用，但固废经过回收处理之后仍旧存在少量的汞残留，这需要进一步做出改进。

参考文献：

[1]王小昌，李国栋，李春华.电石法聚氯乙烯行业汞资源的高效循环利用[J].聚氯乙烯，2017，45（12）：36-38.

[2]李国栋，周军.电石法聚氯乙烯行业汞消减的发展趋势[J].中国氯碱，2017（03）：20-22.