氯乙烯无汞化诞生新工艺

文/郁 红

编者按：

PVC是重要的基础化工产品，撑起塑料工业的近半壁江山。我国受富煤、贫油的先天资源禀赋限制，比较适宜发展电石法PVC。但电石法工艺的一个致命弱点是存在汞污染，如果不能很好地解决这个问题，电石法PVC行业的生存发展就堪忧。PVC生产少汞化、无汞化，几代化工人孜孜以求。而乙炔和二氯乙烷无汞催化合成氯乙烯新工艺的诞生，为这一目标的实现带来了福音，是中国氯碱工业无汞化进程的坚定一步。

这项新工艺技术有可能给行业、给社会带来什么呢？第一，它将显著降低PVC行业的成本和能耗。与电石法相比，新工艺的电石消耗量下降约50%；与乙烯法相比，新工艺可节约二氯乙烷裂解的高能耗，并降低设备投资。第二，它可以提高PVC产品质量，进一步扩大其应用领域，为中国PVC产品进入欧美市场开启大门。第三，新工艺将为煤制烯烃打开发展新空间。在煤制烯烃实现规模化之后，与该无汞新工艺结合，将有望替代部分电石法PVC，从而消除汞污染。可见，无论是对PVC行业自身的转型升级，还是对汞减排和国际汞公约履约的社会责任，它都有着巨大而深远的意义。

但是，预期的效应要变成现实还有较长一段路要走。无汞化新工艺要实现规模化、产业化发展，还面临技术、原料、市场、管理等多方面的挑战。如果说新技术研发考验的是研发团队的聪明智慧，那么，现在是到了考验技术拥有者、行业组织和氯碱企业、政府管理部门集体智慧和能力的时候了。

8月16日，中国石油和化学工业联合会在山东德州实华化工有限公司召开乙炔和二氯乙烷无汞催化合成氯乙烯新工艺科技成果鉴定会。与会专家一致认为，该工艺属世界首创，总体技术达到国际先进水平，开辟了无汞化生产氯乙烯的新途径，对促进聚氯乙烯（PVC）行业的汞减排和履行国际汞公约具有重要意义，推广应用前景广阔，并建议研发单位进一步加强反应机理的研究和工艺过程的优化，加快工业化示范装置的建设。

针对全球禁汞大环境下我国PVC行业所面临的困境，结合近年来甲醇制烯烃（MTO/MTP）迅速发展的态势，开发以乙炔、乙烯或二氯乙烷为原料生产氯乙烯的无汞催化新工艺路线，对PVC行业的转型升级意义重大。为此，中科易工（厦门）化学科技公司、中国科学院上海高等研究院、德州实华化工公司和上海华谊工程公司组成“产学研设”联合开发团队，合作开发乙炔和二氯乙烷无汞催化合成氯乙烯新工艺。

据研发团队介绍，该新工艺以乙炔和二氯乙烷为原料，在炭载钡盐催化剂的作用下得到氯乙烯，是不同于传统氯乙烯生产的一种全新的非汞催化制氯乙烯新工艺，且反应条件温和，催化剂选择性极高，单体质量高于传统方法。相比于传统的电石法PVC生产工艺，该技术吨PVC的电石消耗量下降50%，综合能耗和生产成本均有所降低，而且完全消除汞污染，解决了电石法PVC行业汞污染这一世界难题。该工艺核心技术已获授权国家发明专利2项。

中国石化联合会组织了以洪茂椿院士为专家组组长的成果鉴定委员会，对该项目2000吨/年氯乙烯中试装置进行了鉴定。专家组认为，该工艺主要创新点包括：自主研发了高活性、高选择性的炭载钡盐催化剂，实现了乙炔和二氯乙烷原子经济反应，“三废”排放少；开发了多级激冷固定床反应器，较好地控制了反应温度；开发了二氯乙烷喷淋分离氯乙烯的提纯新技术，保证了氯乙烯单体的品质；中试装置连续运行4个多月的数据表明，乙炔单程转化率可以保持在70%以上，氯乙烯的综合收率达到98%以上，推广应用前景广阔。

中国石化联合会会长李勇武强调，在乙烯法PVC企业生存艰难、电石法PVC遭遇汞污染问题之际，该新工艺通过鉴定，是在夹缝中走出了一条既可实现无汞且可盈利之路。其工程化将对电石法PVC产生革命性的影响，有利于产业转型升级。该工艺也成为业内“产学研设”强强联合、相互配套、技术创新的典范。由于该工艺和设备并不复杂，且节能减排效果好，因此推广前景乐观，应加快其产业化进程。

据了解，德州实华化工公司将在此基础上建设20万吨/年氯乙烯装置，该装置核心采用两组10万吨/年的四级串联反应器，预计投资5亿元，与其已有的40万吨/年PVC项目相配套。项目有望于2015年建成，2016年投产。