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目前,我国以电石为原料生产的PVC树脂约占PVC树脂总产量的50%,其工艺路线为电石乙炔与氯化氢反应合成VCM(氯乙烯单体),使用活性炭吸附的氯化汞作为催化剂,在生产过程中汞会造成一定的污染。海吉公司VCM生产装置采用引进荷兰J B公司的生产技术,VCM设计能力为6万t/a,采用电石乙炔法,需要50 t/a氯化汞催化剂。为防止汞污染,在生产工艺及汞污染物的处理上采取了有效措施。
1 生产工艺
乙炔与氯化氢按一定的比例混合后进入反应器,在氯化汞催化剂催化作用下,乙炔与氯化氢反应生成粗VCM气体,反应方程式为:C2H2+HClHgCl2催化剂C2H3Cl。
粗VCM气体再经压缩、冷凝、精制得到成品VCM。国内电石乙炔法在生产工艺上均有洗涤工序,即在粗VCM气体压缩之前先进行水洗、碱洗,以除去气体中未反应的氯化氢气体,水洗、碱洗后回收的盐酸、废酸水、废碱液会受到汞的污染。我公司在VCM生产工艺上采用了干法生产技术,取消了水洗、碱洗工序,这样就解决了洗涤酸、洗涤水、废碱液的汞污染问题,具体特点如下:(1)对反应原料气进行严格的干燥处理,控制含水量小于5×10-7;(2)严格控制氯化氢与乙炔配比;(3)国内反应器一般使用水作为冷却介质,反应器一旦泄漏,水会进入反应区,从而造成对反应器的腐蚀及催化剂的损坏(本装置使用了专利设计的反应器,用庚烷代替水作为冷却介质,较好地解决了反应器的泄漏问题);(4)由于在生产过程中严格控制物料含水量,且反应后的粗VCM气体中含氯化氢的量较低,故粗VCM气体不进行水洗、碱洗,而是直接进入压缩机;(5)反应器设置2台冷却器,反应后的粗VCM在冷却器中进行冷却,含汞污染物在冷却器中集存,定期进行切换清洗,以除去设备中的汞污染物,清洗水进行回收,统一处理。
2 含汞污水的处理
在装置内部设置了一套处理含汞污水的设备,用于集中处理VCM装置产生的含汞污水。
2.1 含汞污水的收集
(1)催化剂装卸区:催化剂用真空系统从反应器中移走,洒落在催化剂装卸区的催化剂灰尘经冲洗进入集水池中。
(2)反应区:循环反应器置换催化剂时,直接将催化剂卸在反应区地面上。废催化剂收集在桶中,残留的灰尘用水冲洗进入反应区集水池。在进行压力容器检验之前,要求对主反应器和循环反应器的内部进行清洗,清洗水也收集在反应区集水池中。
反应区集水池也接受其它含汞排放物,即来源于需要排放或清洗的反应器产品冷却器、初级和次级冷凝器、轻馏分汽提系统、分馏塔、重馏分汽提塔、循环反应器产品冷却器、反应器冷凝器以及放空冷凝系统相连的工艺管道的含汞排放物。
(3)汞冲洗区:有一专用区域,在设备移出装置前,对工艺设备进行清洗。清洗水收集在池中。
(4)汞处理区:汞处理区也设围堤
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