浅谈PVC生产中硫磷沉积的危害及预防措施

陈天禄

【摘 要】在我国PVC的产能非常高，其行业也越来越向着规模化发展。在PVC的生产中，硫、磷等杂质的沉积对于PVC的生产具有很大的危害，尤其是在乙炔的制备方面和催化剂方面具有很大的危害，我国的相关企业一定要根据合理运用浓硫酸清净技术和次氯酸钠技术去除磷硫的沉积现象，保证PVC的正常生产。

【关键词】PVC生产;硫磷沉积;危害;预防措施

随着我国科技水平的提升，化学工业也进入了快速发展时期，我国PVC及其相关产业的增长势头依然不减，各种扩建、新建的项目都有所增加，大大提高了产能。在2005年我国PVC的产能已经占到了全球PVC产能的三分之一，成为世界的首位。在PVC的生产中会产生很多有害的废气、废物、废液，如果不加以处理就会造成环境的污染，严重的还会造成安全事故，造成经济和人员的损失。其中PVC生产中的硫磷沉积给乙炔的制备和催化剂对聚乙烯的合成都有着一定程度的危害，进而影响PVC的生产效率以及质量。

一、硫磷沉积的危害

（一）对乙炔制备的危害

在用电石法生产PVC时首先要进行乙炔的制备，在粗乙炔气体的雜质中硫化氢和磷化氢具有很强的危险性。由于有二者的存在，在制备乙炔的相关管路、阀门上有可能会析出单质硫和磷给管道造成堵塞，如果长时间得不到清理，有可能会造成超压爆炸，带来巨大的经济损失和人员伤亡。而且单质磷的燃点很低仅仅需要34℃，仅仅简单的接触或者摩擦就能够引发十分严重的火灾。当乙炔气体中含有高浓度的磷化氢时就可以使乙炔的燃点有很大幅度的降低，在高温的生产环境下，稍微有泄露就可能引发自燃，酿成火灾。另外，由于硫化氢和磷化氢的作用还可能加快干燥剂的损坏。

（二）对催化剂的影响

在聚乙烯的生产中，HgCL2 催化剂由于存在硫化氢，会使催化剂中毒，从而使催化剂的活性降低，甚至是失去活性。现在我国在进行聚乙烯的制备过程中，通常使用氯化汞催化剂来进行聚乙烯的合成，需要氯化汞具有十分良好的选择性和活性，这也是最为理想的一种催化剂，对于其纯度的要求非常高，通常要求在99%以上，如果其中含有一氧化碳或者硫化氢等杂志就会使催化剂的活性受到十分大的影响，进而影响聚乙烯的合成。

二、预防磷硫沉积的措施

（一）运用浓硫酸清净技术

在PVC的生产中运用浓硫酸清净技术可以很好的改善磷硫的沉积情况。其生产原理就是根据浓硫酸具有强氧化性，能够充分将乙炔气体中的磷、硫等杂质进行脱除，制备的乙炔气体的纯度能够达到99%以上。具体的反应式为：

H2SO4+3H2S=4S+H2O

H2SO4+H2S=S+S2O+2H2O（SO2少量）

SO2+2H2S=3S+2H2O

3PH3+4H2SO4=3H3PO4+4S+4H2O

具体的工艺流程是：粗乙炔从发生工序而来然后经过冷凝器进行冷凝，然后在到水洗塔进行冷却，然后在经过压缩工序对其进行加压，加压之后粗乙炔气在此进入水洗塔进行冷却，直至将温度降到15℃以下，然后通过塔顶的除雾器到达浓硫酸清净塔，粗乙炔气由下到上，经过与浓硫酸的层层接触，而将其中所含的硫化氢和磷化氢去除。进行到这一步时，乙炔气中还含有大量的酸性物质，然后在通过利用中和塔的中和作用进行下一步的精制。浓硫酸经过硫酸的计量泵到达浓硫酸的清净塔顶，浓硫酸的清净塔底部的一些稀酸会被冷却后进入塔中进行循环使用，另一部分会存储在废酸罐。但是在运行的过程中要注意三个主要问题，一是要注意塔的液位要在设定的范围之内，不能过高也不能过低，这两种情况都会使硫、磷去除的不彻底，影响乙炔气的纯度。二是要注意循环酸的浓度要控制在80%到85%，浓度太低会使硫、磷去除的不彻底，浓度高会浪费酸。三是要注意粗乙炔气体的温度，其温度过高会造成塔盘的损坏。通过使用这种清净技术，可以对其中所含的硫、磷杂质进行有效的清除，不仅制作的乙炔气更加纯净，还能实现废水的零排放，保护了生态环境。

（二）运用次氯酸钠清净技术

在国内很多PVC厂家都在使用次氯酸钠清净技术来解决硫磷的沉积问题。这种技术的原理是通过利用次氯酸钠的强氧化性来将磷化氢和硫化氢等杂质去除，其基本原理和浓硫酸清净技术相类似，其反应式为：

PH3+4NaClO=H3PO4+4NaCl

H2S+4NaClO=H2SO4+4NaCl

SiH4+4NaClO=SiO2+ 2H20+4NaCl

AsH3+4NaClO=H3AsO;+4NaCl

在清净时会产生磷酸、硫酸等物质，将这些物质通过碱洗进行中和成为盐类，然后在作为废碱液排出：

2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O

3Na0H+H3PO4=Na3PO4+3H2O

3NaOH+H3AsO4=Na3As04+3H2O

2NaOH+Si02=Na2SiO3+H2O

2Na0H+CO2=Na2CO3+H20

其工艺的流程是：乙炔气到达水洗塔之后用深井水对其进行冷却，然后再经过5℃的冷却器进行冷却，然后进行低压干燥，然后依次进入一级、二级清净塔去除硫和磷等杂质，再依次进入一级、二级、三级的碱塔进行中和处理进入气柜。虽然有很多厂家对用过的次氯酸钠溶液进行了回收再利用，但是仍然有一些企业是直接排放的，对于环境造成了一定的不利影响，而且这种技术的用水量十分大，对于水资源也存在一定的浪费，同时也要注意次氯酸钠的溶液浓度以及PH值防止出现安全问题。

结束语：

总而言之，在生产PVC时，企业一定要利用好浓硫酸清净技术、次氯酸钠清净技术等清净技术，掌握好先进的生产工艺，减少硫磷沉积的影响，不仅要重视清净的效果，促进生产的正常运行，还要保证生产的安全以及减少环境污染，进而获得良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]蔡荣.电石法生产PVC需要注意的问题[J].中国氯碱，2004（11）：10-12.

[2]江林，冷超群，何鹏飞，周晓林.PVC杂质产生原因及改进措施[J].聚氯乙烯，2020，48（10）：5-6.