绿色发展需求：无汞触媒与氯乙烯生产

■ 江颖

绿色发展需求：无汞触媒与氯乙烯生产

■ 江颖

目前，世界上氯乙烯的生产技术主要有三种：乙炔法、乙烯法和乙烷法。乙炔法是最早工业化的氯乙烯生产技术，此法优点是流程简单，转化率高，但缺点是耗电量较大，尤其其中使用含汞催化剂严重危害工人健康，并造成严重的环境污染。随着生产工艺的发展，在发达国家乙炔法已经被乙烯法路线所取代。但是，我国是一个“多煤、少气、贫油”的国家，我国的乙烯产出基本上完全依赖于石油。自1993年起，我国从石油净出口国变为进口国，尤其近几年我国石油进口量持续不断增长，对进口石油的依赖度越来越高。

在2010年之前，我国电石法PVC行业全部使用的是高汞触媒，使用寿命为9-12个月，更换下来的触媒中含有5%的HgCl2，生产一吨聚氯乙烯约消耗汞触媒1.2kg-1.5kg；由于汞对环境和人体健康的影响，国际社会对汞的使用作出了严格限制。早在2011年1月，环保部、工信部就明文要求电石法PVC行业以低汞触媒替代高汞触媒，2015年替代率达到100%。但眼下，该行业低汞触媒替代率约30%。本文将无汞触媒与低汞触媒从安全环保、使用情况及成本、寿命、以及回收等方面进行对比，浅析无汞触媒在氯乙烯生产中应用的必要性，认为无汞触媒的研发与使用具有一定的必要性，值得公司深层次的思考。

1.前言

在氯乙烯的生产过程中，含汞触媒作为反应催化剂存在，但是汞是一种重金属，俗称“水银”，是一种有毒物质。2013年1月19日，联合国环境规划署通过了旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约《关于汞的水俣公约》（以下简称《汞公约》），包括中国在内的87个国家和地区的代表共同签署公约，就具体限排范围作出详细规定，以减少汞对环境和人类健康造成的损害。《汞公约》中明确规定2016年以后不再允许新建基于汞催化剂的VCM生产装置和2021年后，所有VCM装置全面禁止使用含汞催化剂。为此，必须寻找一种可以代替含汞催化剂的无汞催化剂。

乙炔与氯化氢在汞触媒（活性炭载体）存在下，进行气体催化加成反应生成氯乙烯。虽然纯的汞粉末对氯乙烯的合成反应并无活性，而是吸附于活性炭表面的氯化汞分子，由于与碳相互作用，对合成反应有优异的活性和选择性，含氯化汞的活性炭是氯碱行业目前使用最广泛的触媒。

2.低汞触媒使用现状

2.1 低汞触媒的原料组成及制作工艺和规格

低汞触媒的原料为优质活性碳、氯化汞、助剂（含促进剂、稳定剂、抗结焦剂、热稳定剂）等，制作工艺采用最先进的多次吸附氯化汞及多元络合助剂的技术，使活性碳孔内的氯化汞附着稳定、均匀、不易被覆盖，保证了高活性、高稳定性。低汞触媒中的氯化汞含量5-6.5%，表观密度为550G/L。

2.2 使用寿命

正常工艺条件下可使用超过8000小时，生产负荷低的情况下使用时间还可根据流量情况延长，根据公司使用情况，基本为8500小时。

2.3 汞的流失

触媒到期失活后，氯化汞的含量在4-5%左右，说明在整个催化反应中，依然存在1%-2%的汞流失。

2.4 环保压力日趋加强

因活性碳为优质活性碳，比表面积大，表观密度低，根据不同的转化器尺寸，每台转化器汞触媒的使用量要比之前使用的高汞触媒少10-20%，但面对如此严格的《汞公约》，使用汞触媒的压力与日俱增。

3.无汞触媒的优势

与含汞触媒相比无汞触媒不仅对环境友好，对操作人员身体健康无伤害，开车前无需活化，使用简单的优势，同时比汞催化剂使用寿命长，比汞催化剂活性高，并具有稳定、可预见的操作性的优势。更重要的是废催化剂中的黄金易于回收循环使用，且整个使用寿命周期催化剂成本与汞催化剂成本相似的致命优势。

所以在无汞催化剂与汞催化剂进行性能和经济两方面比较后，我们发现无汞催化剂也具有汞催化剂无可取代的优势。

4.小结

通过将无汞触媒与低汞触媒从安全环保、使用情况及成本、寿命、以及回收等方面进行对比，显而易见，无汞触媒的优势显而易见。2016年4月28日，第十二届全国人民代表大会常务委员会第二十次会议批准。《汞公约》将自2017年8月16日起对我国正式生效，其中要求自2017年8月16日起，禁止新建的乙醛、氯乙烯单体、聚氨酯的生产工艺使用汞、汞化合物作为催化剂或使用含汞催化剂；禁止新建的甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾的生产工艺使用汞或汞化合物。2020年氯乙烯单体生产工艺单位产品用汞量较2010年减少50%。目前我国的环保形势日趋严峻，而建设资源节约型、环境友好型社会不仅是放在工业化、现代化发展战略的突出位置，更要落实到每个化工企业，因此从战略发展的角度可以说取代现有的低汞触媒是一种必然趋势。

（作者单位：中盐红四方天辰公司）

（编辑：程钰寒）