实施电石法PVC生产过程中的循环经济

2022-09-11

随着我国氯碱行业的快速发展, 对生产聚氯乙烯的技术研究从未间断, 随着研究的不断深入, 电石乙炔法PVC应运而生, 成为我国现阶段制作聚氯乙烯的重要手段。因此, 本文对电石法PVC生产中水、尾气等循环利用方法, 氯化汞触媒的应用情况进行分析, 以实现低能环保的目标, 促进循环经济的发展。

一、电石法PVC

电石法PVC生产规模小, 但生产成本较高, 生产过程中的能耗大, 造成的环境污染也比较严重, 例如:生产1吨聚氯乙烯就会产生14吨含水量约为85%的电石渣浆, 10吨含硫碱性废水及20千克电石粉尘等。因此, 对环境造成的破坏性不言而喻。发达国家在1994年采用甲烷部分氧化法, 进行乙炔的生产, 但我国煤的含量丰富, 油的含量少, 所以一直以电石法PVC为主。电石法PVC具有流程简单、纯度高的优势, 但能耗高、污染严重也是需要改进的方面。

现阶段, 电石法PVC在生产装备和工艺方面都有了较好的改善, 在循环经济理念的引导下, 为解决电石法PVC生产过程中的环保问题而努力, 探究电石法PVC生产中降低能耗的方法。

二、电石法PVC生产过程中的循环经济

1. 分析精馏尾气回收的方法

采用电石法PVC生产的粗氯乙烯中含有氮气和氢气, 在精馏时以尾气的形式排入大气, 对大气造成污染。因此, 要采用相应的方法进行回收。 (1) 变温吸附及脱吸方法。活性炭纤维比活性炭具有更高的强度, 回收效果也优于活性炭。活性炭纤维有机废气回收装置:由两个以上吸附器组成, 且将若干个活性炭纤维制成的吸附芯安装在吸附器里, 由一套管路系统控制多个吸附器, 可相互切换。活性炭纤维对乙炔具有良好的吸附作用, 当尾气穿过活性炭纤维, 就会被吸附, 将净化后的气体排出。吸附器若饱和, 就切换为另外一个。脱吸的介质采用蒸汽, 在高温条件下, 乙炔和VCM极易被脱吸, 完成脱吸后的吸附器, 可再使用。运用该方法, 可将85%的乙炔进行回收。 (2) 变压吸附法。变压吸附装置:由多个内装吸附剂并联组成, 每个筒体都可以进行切换, 若含有乙炔及VCM的尾气进入吸附筒, 就会被吸附, 饱和后, 会自动切换到转化器入口, 压力正常时, 则开始抽取真空, 使乙炔及VCM完全从吸附剂上脱落, 并送入转化器入口, 运用该技术可以提高乙炔的回收率, 效果良好。

2. 分析酸性废水回收的方法

之前采用的是水洗塔和泡沫塔工艺, 清水由顶部进入泡沫塔, 含有乙炔及VCM则从底部进入, HCl和水反应, 形成盐酸, 然后从塔底离开, 除去HCl的VCM进入水洗塔, 并注入清水, 将产生的烯酸排入地沟, 但由于水洗塔太浪费水源, 可以在原先的装置上进行改善, 减少投入, 节约资源。若是新建的厂, 则可设置两台大小一致的泡沫塔, 不用水洗塔, 如此设计的装置, 经过运用, 可以有效回收HCl, 并可以减少洗HCl的用水量, 减少资源的浪费, 且减轻污染。

3. 氯化汞活性炭触媒

一直以来, 我国的电石法PVC工艺运用的都是氯化汞活性炭触媒合成VCM, 一般情况下, 生产1吨聚氯乙烯就要消耗掉1.4千克氯化汞活性触媒, 造成了严重的污染。氯化汞活性触媒对人体危害较大, 侵蚀机体黏膜, 甚至引起恶心、呕吐等现象。随着工业的发展, 汞资源基本枯竭, 大规模开采已不可能, 需要从外国进口, 因此, 降低汞耗势在必行。

我国进行了长久的研究, 终于研制出环保型低汞触媒, 已通过相关的论证, 这是PVC在关键技术上的重要突破。它是一种使用周期长、活性高的氯化汞活性触媒, 质量分数是2-8%, 比通用氯化汞活性触媒具有更长的寿命, 综合性能较好。运用环保型氯化汞活性触媒, 触媒制备方式复杂, 成本不能得到有效降低, 但在环保方面具有较好的效果, 不仅降低汞的消耗, 大大降低产品的杂质含量, 且能有效减少对环境的污染。

4. 电石渣浆

电石法PVC生产中, 消耗1吨电石则会产生约1.2吨电石渣, 虽然有人认为水泥可以解决电石渣污染, 但实际上, 并不是所有聚氯乙烯生产厂都适宜建立水泥厂。电石渣经过过滤, 依然含有35%左右的水, 使产品无竞争力可言。因此, 要采取相应的方法解决。 (1) 皂化上清液回用及复用。乙炔和水形成Ca (OH) 2, 为了满足皂化剂的要求, 运用滚动筛将Ca (OH) 2中的大尺寸颗粒去除, 得到的清液经过冷却后, 在乙炔发生器中复用。水和氯气生成次氯酸、盐酸, 前者和丙烯生成氯丙醇, 氯丙醇如和Ca (OH) 2反应, 则会形成环氧丙烷。按照相关工艺, 进行皂化反应。采用部分皂化液将电石渣制成含固量17%的乳液, 经过循环, 会使氯化钙的浓度增加, 相关研究说明:氯化钙的质量分数若<15%, 对氯丙醇不会产生影响。经过五次循环, 将皂化液移出, 并添加新鲜水。这样做可以确保氯化钙的质量分数, 大大降低了耗水量, 效果良好。 (2) 将电石渣烟气脱硫装置引入使用使电石渣资源的利用率得到大幅度提高。例如:国内第一套大型国产装置在新疆投入运行, 取得了较好的效果, 对废渣的利用率可达到100%, 整体技术水平比较领先, 效果显著, 值得应用和推广。

结语

工业化的发展势必带动氯碱行业的发展, 近年来, 随着氯碱行业的快速发展, 对电石法PVC技术的研究也不断深入, 本文主要探究了在电石法PVC生产过程中如何做到低耗、环保, 实现循环经济的方法, 以实现氯碱行业的可持续发展。

摘要：现阶段, 随着资源性产品价格的上升, 化学工业的发展, 为氯碱企业的发展提供了重要动力, 使其遇到了新的机遇和挑战。氯碱企业属于技术密集型、投资密集型的行业, 该行业的发展能够促进相关行业的发展, 对国民经济的发展具有重要的意义。基于此, 本文对实施电石法PVC生产过程中的循环经济进行重点探究, 希望可以为相关行业提供一些借鉴经验, 以促进氯碱工业的健康发展。

关键词：循环经济,电石乙炔法PVC,生产过程,节能减排