阴离子交换树脂除汞技术工业化试验

孙文明，田 莹，王兴来，王永杰

（河北金牛化工股份有限公司，河北 沧州061000）

电石法聚氯乙烯生产中的含汞废盐酸处理后，可提取其中的氯化汞，用以重新生产氯化汞触媒，变废为宝， 有效缓解汞资源日趋枯竭和含氯化汞盐酸污染环境的问题。

1 除汞技术现状

河北金牛化工公司采用脱汞器， 置于转换器后段的工艺中， 氯乙烯和氯化汞混合气体通过管道进入脱汞器，活性炭吸附氯化汞后，氯乙烯气体进入下一工序。由于混合气体的温度较高（150 ℃～180 ℃），活性炭吸附了的氯化汞仍然处于剧烈的升华状态，吸附效果差， 导致后工序的脱酸塔及水洗塔出来的酸中含汞超标， 处理这些超标的含汞废酸是急待解决的问题。

2 除汞新工艺

有研究发现， 在通常情况下氯化汞溶于水后都是以HgCl2形式存在， 但HgCl2分子对氯离子有很强亲和力特性， 如果在液体中有一定量氯离子存在就会形成[HgCl4]2-络合物，采用阴离子交换技术可将液体中的氯化汞络合物全部吸附。 由于阴离子树脂对[HgCl4]2-络合物的选择性远远大于对氯离子的选择性，吸附效果相当明显，仅采用二级交换器，对氯化汞的吸附率即大于99.8%，除氯化汞彻底。采用独特的解析液解析吸附饱和的树脂，解析率大于99.9%，解吸的氯化汞按照氯化汞触媒生产标准， 用活性炭吸附并循环生产氯化汞触媒， 解析后的树脂可重复继续使用。 此项阴离子交换法吸附技术的持有方于2011 年3 月向国家专利局申请了发明专利。

3 新工艺工业化试验

鉴于对此项除汞新工艺的认可， 该公司与专利方合作进行了工业化试验，该公司承担装置建设，专利方负责树脂回购及解析再生。

除汞新工艺流程见图1。

图1 除汞新工艺流程示意图

将水洗塔出来的含汞废酸（浓度为17%～21%）送至阴离子交换除汞装置。 装置由3 台阴离子交换器、管道阀门及附属仪表等组成。阴离子交换器为三级串联运行， 当最前级运行的阴离子树脂吸附饱和后，将失效的该交换器解除运行，原第二级转换成第一级，原第三级转换成第二级继续运行，最前级运行的阴离子交换器更换新树脂后， 转换成第三级抽入系统运行。 阴离子树脂交换器系统设有旁路系统转换阀门，当最前级运行的阴离子交换器吸附饱和后，关闭本级阴离子交换器的进出口阀门， 打开下一级阴离子交换器的进出口阀门， 使后两级阴离子交换器正常运行。 经过除汞净化后的酸根据需要送去不同的装置，如果AVCM 需要，可送去组合吸收塔，用来吸收粗VCM 合成气体中过量的氯化氢气体；如果AVCM 不需要，作为副产酸出售。

图中虚线框内的工作由专利方将树脂运回其工业区内实施。

主要设备有：阴离子树脂交换器YSJ-2200 3台；篮式管道过滤器Φ300 mm 1 台； 出酸流量计Q=50 m3/h 3 台；阀门、管件、管材1 套。

4 存在问题及整改

（1）该装置的设备及管道选材均为钢衬PE，但阀门选型为对夹式塑料蝶阀。由于该公司地处北方，冬季室外温度较低， 对阀门的强度和极限温度要求较为严格，全部更改为钢衬四氟的蝶阀。

出于安全和环保的考虑， 该装置的地面及地沟均增加了防酸腐蚀处理。

5 运行效果

氯化汞含量约为15 000 μg/L 的原料废酸通过阴离子交换除汞装置后， 一级出口氯化汞含量为314.2 μg/L，二级出口为43.6 μg/L。

数据表明，该次工业化试验取得圆满成功。经该公司组织环保部门、中国氯碱协会及氯碱行业相关单位等现场评审，进行考核和验收，得到各参评单位和部门的称赞和表彰。 阴离子交换树脂除汞技术投资少，见效快，无风险，回报率高，而且节能环保，整个工艺流程中无三废排放，解决了该公司氯化汞的污染问题。