汞触媒催化剂资料

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1、1、 建设背景和必要性 (一)本领域在国民经济建设中的地位与作用。 聚氯乙烯是五大通用塑料之一，其产品广泛应用于包装材料、人造革、塑料 制品等软制品和异型材、管材、板材等硬制品是“以塑代钢、以塑代木”的重要产 品，是建立资源、能源节约型社会的重要产品之一，在国民经济中占有重要的地 位。聚氯 乙烯树脂在生产和使用上比传统的建筑材料节能，是我国国家六大部委 重点推荐使用的化学建材。聚氯乙烯是氯碱工业重要的耗氯产品，其耗氯量约占 氯气生产总量的 28%以上。 目前我国聚氯乙烯生产方法主要有两种，乙烯法和电石法。国外基本上全部 采用乙烯法生产，但是对于我国少油富煤的能源现状，发展电石法聚氯乙烯可以 节

2、约大量宝贵的石油资源， 对于缓解我国的石油紧张起到了非常大的作用。因此， 电石法聚氯乙烯生产工艺具有非常重要的现实意义和战略意义。 电石法氯乙烯合成反应使用以活性炭为载体的氯化汞触煤（氯化汞质量分 数 10%12%），由于氯化汞在高温下易于升华，在高温反应过程中总有一定量的 氯化汞进入反应生成的合成气中，精制合成气工艺不同，产生的污染程度和方式 也不同，加上触煤中毒、积炭堵塞等因素导致触煤失活，氯化汞触煤必然产生一 定的消耗。，触煤消耗量为 1.01.2kg/t PVC。目前国内每年消耗氯化汞触煤 8000t，折合消耗汞资源达到 500t ，占到国内汞消耗量的 50%，超 过全球汞消耗量 的

3、10%。汞作 为稀缺资源和对环境有高度敏感性的重金属，供应量逐年减少，而 电石法聚氯乙烯行业对汞资源的消耗却与日俱增，对汞资源的过度消耗和依赖 是电石法聚氯乙烯发展面临的巨大障碍，与此同时，电石法聚氯乙烯的生产过程中所排放出来的含汞废弃物严重威胁着人类的身体健康和生态平衡。降低汞消 耗和汞污染是关系到 PVC 行业发展的迫切任务，也是实现 PVC 行业可持续健康 发展的关键环节. (二)国内外技术和产业发展状况、趋势与市场分析。 据相关资料显示，受环保、生态、法规、 经济效益等因素的影响，我国可以实 现规模化开采的汞矿山日渐稀少。而我国对汞资源的消耗量较大，目前我国汞需 求量约占全球汞需求量的

4、 30-40%，居全球首位。其中，我国电石法聚氯乙烯的生 产对汞的消耗量约占我国汞消耗总量的 60%。现在重金属污染防治已经成为社 会热点问题，环保部也将重金属污染防治作为“ 十二五”期间的工作重点。而金属 汞的毒性很大，在电石法聚 氯乙烯的生产过程中所排放出来的含汞废弃物严重 威胁着人类的身体健康和生态平衡。因此，为了防治 污染，减少汞的排放量和限 制汞的使用很有必要。 电石法聚氯乙烯使用的汞触煤由于汞升华及触煤中毒等原因活性下降到一 定程度后需进行更换，失活的汞触煤成为废汞触煤。目前，我国每吨聚 氯乙烯消 耗氯化汞触煤平均约 1.2 千克（以氯化汞的平均含量 11%计），以 2009 年我

5、国电 石法聚氯乙烯产量 580 万吨计算， 电石法聚氯乙烯行业使用汞触煤约 7000 吨， 氯化汞的使用量约 770 吨，汞的使用量约 570 吨。 电石法聚氯乙烯生产过程的汞 去向主要是废汞触煤、含汞 废活性炭、含汞 废盐酸、 废碱液等，分别占氯化汞使 用总量的 36%、8%、51%、5%。目前， 废汞触煤和废 汞活性炭由有资质的危险废 物处理厂家回收处理，氯化汞回收率约 75%。 针对电 石法聚氯乙烯企业的汞污染 防治工作，行业内已经开发 了一大批清洁生产技术和污染防治技术并得到了一 定程度的应用，如低汞触煤生 产及应用技术、 盐酸深度脱吸技术、硫 氢化钠汞无 害化处理技术等。2010 年

6、统计低汞触煤在行业内已有近 20 家企业应用，有 4 家 企业全部采用，2008 年低汞触煤的使用量占汞触煤使用总量的 12%。含汞废盐 酸、废碱液等已有 20%进行了盐酸深度脱吸和汞的无害化处理，但大部分还未得 到妥善处置。针对废汞触煤的回收开发了“ 控氧干馏 法回收电石法聚氯乙烯废汞 触煤中的 HgCl 2 及活性炭的新工艺”，该技术已通过 技术鉴定。该工艺不针对废 汞触煤的回收开发了“ 控氧干 馏法回收电石法聚氯乙烯废汞触煤中的 HgCl 2 及活 性炭的新工艺” ，该技术已通过技术鉴定。 该工艺不但可同时回收废汞触煤中的氯化汞和活性炭，还可有效避免回收过程中汞的流失，使 废汞触煤中汞的

7、回收率 从 75%左右提高到 99%以上。 同时， 还有一大批新的清洁生产技术及汞污染防 治技术正处于积极研发中，如分子筛固汞触煤技术、无汞触煤技术、大型 氯乙烯 流化床反应器技术、高效汞回收技术等。 由于汞会对环境造成严重的污染，自 2001 年起，汞污染问题成为联合国环 境规划署（UNEP）每年理事会的重要议题，目前正在 进行限制汞流通和实施汞消 减的国际公约谈判。在中国 氯碱工业快速发展的进程中，应当清醒的看到中国是 汞的使用大国，而电石法聚 氯乙烯行业汞使用量占全国汞使用总量的 60%以上， 这决定了电石法聚氯乙烯行业将成为未来中国汞公约履约的最重要领域。 随着国际社会对汞消耗及汞污染

8、的重视和关注，开创新的治理方法，减少汞 的使用和排放，成为我国乙炔法氯乙烯发展的必由之路。根据粗略 统计计算， 2007 年乙炔法生产氯乙烯汞用量约 650t，占国内汞总用量的 50%；如果不能改变 现状，到 2010 年，PVC 行业对汞的需求量将达到 1000t，越来越多的乙炔法 PVC 企业将因为触煤供应不足而不得不关停。中国 PVC 行业的飞速发展引起全世界 的广泛关注，在汞触煤的研究方面，表现突出的是总 部设在挪威的世界级承包商 和技术供应商阿克克瓦纳公司，乙炔法氯乙烯工艺中，以乙炔和 氯化氢为原料， 在触煤的作用下生产氯乙烯单体。通常所说的氯乙烯合成使用的触煤，系以活性 炭为载体，

9、浸渍吸附 8% 12% 的升汞制备而成。因为触煤并不参加到反应产 物中，而只是升华和中毒引起的损失，所以乙炔法 PVC 要消耗一定数量的汞触 煤。2000 年，国内开始 进行新型低汞触煤和无汞触煤的开发与研究。其中，河北 石家庄科创助剂有限公司在触煤开发研究方面走在全国前列。该公司 2005 年开 始新型环保低汞触煤产品的开发， 产品先后在锦化集团、海晶化工、新疆天 业、 河北盛华等企业投入使用， 应用后生产运行稳定、易于控制，各 项指标均达到了 设计要求， 获得一致好评。在国内尚未推广应用无汞触煤之际，必 须做好低汞触 煤的开发和应用工作，最大限度地减少汞的消耗和排放。由于我国富煤、贫油和

10、少气的资源特点，电石法聚 氯乙烯发展成为我国聚氯乙烯生产的主流工艺，且产 能占我国 PVC 总产能的 70%以上，如果全部采用乙烯法生产工艺，我国每年 还 需要增加原油进口量约 5000 万吨。 预计 2010 年电石法聚氯乙烯产量将突破 700 万吨，如不及时采用清洁生 产技术及汞污染防治技术， 氯化汞触煤消耗约 8400 吨，氯化汞使用量约为 925 吨，汞使用量 约 685 吨， 产生约 1 万吨废汞触煤及含 汞废活性炭，以目前治理水平 计算，流失到 环境当中的汞估计将达到 500 吨。 去 年以来，我国接连发生了多起重金属污染事件，国 务院批转了环境保护部、 发展 改革委、工业和信息化

11、部等八部门关于加强重金属污染防治工作的指导意见， 同时国际上正在制定限制汞流通和实施汞削减的国际汞公约，我国的电石法聚氯乙烯行业如不采取汞减排措施，将面临资源环境等多方面压力。因此， 为促进 电石法聚氯乙烯行业的可持续发展，减少汞的使用及排放，必须采用先进的汞污 染综合防治技术对该行业进行改造。 目前，中国乙炔法 PVC 产能达到 120 万 t/s。,电石法聚氯乙烯低汞触媒的推 广取得了新的进展，使用低汞触媒的企业近 40 家，全部装置使用低汞触媒的企 业正逐渐增加。但也有相当一部分企业对汞污染防治工作的认知不足，没有紧迫 感，一遇到技术或经营的问题 就不能坚持使用低汞触媒。一些企业在使用低

12、汞触 媒的过程中由于各种原因使用效果不理想，便对低汞触媒失去信心。同 时，由于 监管力度不够，2011 年大部分新扩建的电石法聚氯乙烯装置没有全部使用低汞 触媒，再加上不符合标准的劣 质低汞触媒冲击市场以及合格产品供应厂家和供 应能力不足，制约了低汞触媒的快速推广。(三)本领域当前急待解决的关键技术问题。1.触煤的使用寿命有待进一步提高。最大限度地延长触煤使用寿命是减少汞 排放的重要措施。触煤寿命越长，一方面汞 挥发越慢， 单位消耗量越低，最终排 放量就少；另一方面更换触煤次数越少，排空损失也越少。 2.低汞触煤仍然要消耗汞资源。 虽然低汞触煤在耗汞和排汞方面大大降低， 按目前的消耗水平，即使

13、全部采用低汞触煤，汞消耗量仍将超过 300 t （占国内总 产量的 65%左右），排放量也超过 100 t 。由此可 见，开发低汞触煤仅仅是权宜之 计，要彻 底消除汞污染或实现无汞化，将不得不削减并最终淘汰乙炔法工艺。(四)本领域成果转化与产业化存在的主要问题及原因。1.低汞触煤生产能力尚不能满足行业需求 低汞触煤是采用特殊要求的活性炭经多次吸附氯化汞及多元络合助剂将氯 化汞固定在活性炭有效孔隙中的一种新型催化剂，其 氯化汞含量在 6%左右（比 传统高汞触煤氯化汞含量低约 50%），由于低汞触煤提高了汞的利用效率，因此 大大提高了催化剂的活性、降低了汞升华的速度，使用寿命不低于 传统的高汞触

14、煤，汞的消耗量和排放量均大幅度下降，国内近 20 家企业使用，2008 年低汞触 煤的使用总量占行业内汞触煤使用总量的 12%。但目前低汞触煤生产能力只有 4000 吨/年， 预计 2015 年，需求量将达到 12000 吨/ 年以上。 2.先进的废汞触煤回收技术尚未应用 传统的废汞触煤回收是废汞触煤首先与石灰水一起蒸煮，使氯化汞转化为 氧化汞，再经高温使氧化汞成 为单质汞，回收率低， 污染严重。而新的回收技术 控氧干馏法回收废触煤 HgCl 2 及活性炭的新工艺，是利用 HgCl 2 高温升华，且 活性炭焦化温度比 HgCl 2 升华温度高的原理，采用惰性气体保护避免活性炭的氧化，在负压密闭

15、环境下实现了 HgCl 2 和活性炭的同 时回收。与传统回收工艺相比， 新工艺不但可以同时回收氯化汞和活性炭，实现资源综合利用，还可有效避免回 收过程中汞的流失，使氯化汞的回收率由 75%左右提高到 99.8%。该技术已通过 技术鉴定,但由于目前拥有该技术的企业尚未获得废汞触煤回收资质，无法建设 工业化装置，因此资质问题亟待环保部门予以解决。3.电石法聚氯乙烯生产企业历史遗留问题多 我国的氯碱生产从上世纪 50 年代就已经开始，至今已有 60 年历史，历史遗 留问题多。比如电石法 PVC 企业的搬迁、倒 闭、在其他地方新建等，原生 产装置 都可能对当地的土壤、水源 产生污染，由于 历史时间长，

16、原先 电石法 PVC 企业的 旧址处的土壤、水源有没有 污染都需要进行统一调查。且 2000 年以前我国还有 水银法烧碱生产工艺，当时产 生的含汞废渣都堆放在企业附近，由于当地环保部 门没有对其进行统一的调查，安排。多年以后这些含汞 废渣也都被土壤覆盖或者 填坑，不易统计。像这些历史遗留的问题，政府应该给 予重视，安排当地的环保 部门对当地的氯碱企业所在地以及旧址都要做统一调查，统计在案。4.清洁生产及汞污染防治技术的推广缓慢 多年来，在我国的聚氯乙烯行业广大科技人员的努力下，开 发出了一些成熟 的清洁生产技术，特别是在汞污染治理上，如低汞触煤技术、高效汞回收技 术、 盐酸深度脱吸技术、硫氢化 钠氯化汞无害化处理技术等，但由于政策资金等多方 面原因导致这些清洁生产技术的推广缓慢。5.潜规则阻碍新技术、新工艺的推广 氯化汞触煤在行业内已经使用多年，汞触煤生产企业和使用企业形成了一定 的默契，也可以称之为潜规则。目前行 业内低汞触煤的推广主要是依据人们对汞 的认识，一是汞资源越来越少，二是国际上将对汞的流通进行限制等。有些思想 积极的企业领导响应国家号召积极采用低汞触煤，