氯乙烯無汞化誕生新工藝

文/郁 紅

編者按：

PVC是重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，撐起塑料工業(yè)的近半壁江山。我國受富煤、貧油的先天資源稟賦限制，比較適宜發(fā)展電石法PVC。但電石法工藝的一個(gè)致命弱點(diǎn)是存在汞污染，如果不能很好地解決這個(gè)問題，電石法PVC行業(yè)的生存發(fā)展就堪憂。PVC生產(chǎn)少汞化、無汞化，幾代化工人孜孜以求。而乙炔和二氯乙烷無汞催化合成氯乙烯新工藝的誕生，為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)帶來了福音，是中國氯堿工業(yè)無汞化進(jìn)程的堅(jiān)定一步。

這項(xiàng)新工藝技術(shù)有可能給行業(yè)、給社會(huì)帶來什么呢？第一，它將顯著降低PVC行業(yè)的成本和能耗。與電石法相比，新工藝的電石消耗量下降約50%；與乙烯法相比，新工藝可節(jié)約二氯乙烷裂解的高能耗，并降低設(shè)備投資。第二，它可以提高PVC產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，為中國PVC產(chǎn)品進(jìn)入歐美市場開啟大門。第三，新工藝將為煤制烯烴打開發(fā)展新空間。在煤制烯烴實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?，與該無汞新工藝結(jié)合，將有望替代部分電石法PVC，從而消除汞污染。可見，無論是對(duì)PVC行業(yè)自身的轉(zhuǎn)型升級(jí)，還是對(duì)汞減排和國際汞公約履約的社會(huì)責(zé)任，它都有著巨大而深遠(yuǎn)的意義。

但是，預(yù)期的效應(yīng)要變成現(xiàn)實(shí)還有較長一段路要走。無汞化新工藝要實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，還面臨技術(shù)、原料、市場、管理等多方面的挑戰(zhàn)。如果說新技術(shù)研發(fā)考驗(yàn)的是研發(fā)團(tuán)隊(duì)的聰明智慧，那么，現(xiàn)在是到了考驗(yàn)技術(shù)擁有者、行業(yè)組織和氯堿企業(yè)、政府管理部門集體智慧和能力的時(shí)候了。

8月16日，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)在山東德州實(shí)華化工有限公司召開乙炔和二氯乙烷無汞催化合成氯乙烯新工藝科技成果鑒定會(huì)。與會(huì)專家一致認(rèn)為，該工藝屬世界首創(chuàng)，總體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，開辟了無汞化生產(chǎn)氯乙烯的新途徑，對(duì)促進(jìn)聚氯乙烯（PVC）行業(yè)的汞減排和履行國際汞公約具有重要意義，推廣應(yīng)用前景廣闊，并建議研發(fā)單位進(jìn)一步加強(qiáng)反應(yīng)機(jī)理的研究和工藝過程的優(yōu)化，加快工業(yè)化示范裝置的建設(shè)。

針對(duì)全球禁汞大環(huán)境下我國PVC行業(yè)所面臨的困境，結(jié)合近年來甲醇制烯烴（MTO/MTP）迅速發(fā)展的態(tài)勢，開發(fā)以乙炔、乙烯或二氯乙烷為原料生產(chǎn)氯乙烯的無汞催化新工藝路線，對(duì)PVC行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)意義重大。為此，中科易工（廈門）化學(xué)科技公司、中國科學(xué)院上海高等研究院、德州實(shí)華化工公司和上海華誼工程公司組成“產(chǎn)學(xué)研設(shè)”聯(lián)合開發(fā)團(tuán)隊(duì)，合作開發(fā)乙炔和二氯乙烷無汞催化合成氯乙烯新工藝。

據(jù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)介紹，該新工藝以乙炔和二氯乙烷為原料，在炭載鋇鹽催化劑的作用下得到氯乙烯，是不同于傳統(tǒng)氯乙烯生產(chǎn)的一種全新的非汞催化制氯乙烯新工藝，且反應(yīng)條件溫和，催化劑選擇性極高，單體質(zhì)量高于傳統(tǒng)方法。相比于傳統(tǒng)的電石法PVC生產(chǎn)工藝，該技術(shù)噸PVC的電石消耗量下降50%，綜合能耗和生產(chǎn)成本均有所降低，而且完全消除汞污染，解決了電石法PVC行業(yè)汞污染這一世界難題。該工藝核心技術(shù)已獲授權(quán)國家發(fā)明專利2項(xiàng)。

中國石化聯(lián)合會(huì)組織了以洪茂椿院士為專家組組長的成果鑒定委員會(huì)，對(duì)該項(xiàng)目2000噸/年氯乙烯中試裝置進(jìn)行了鑒定。專家組認(rèn)為，該工藝主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括：自主研發(fā)了高活性、高選擇性的炭載鋇鹽催化劑，實(shí)現(xiàn)了乙炔和二氯乙烷原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)，“三廢”排放少；開發(fā)了多級(jí)激冷固定床反應(yīng)器，較好地控制了反應(yīng)溫度；開發(fā)了二氯乙烷噴淋分離氯乙烯的提純新技術(shù)，保證了氯乙烯單體的品質(zhì)；中試裝置連續(xù)運(yùn)行4個(gè)多月的數(shù)據(jù)表明，乙炔單程轉(zhuǎn)化率可以保持在70%以上，氯乙烯的綜合收率達(dá)到98%以上，推廣應(yīng)用前景廣闊。

中國石化聯(lián)合會(huì)會(huì)長李勇武強(qiáng)調(diào)，在乙烯法PVC企業(yè)生存艱難、電石法PVC遭遇汞污染問題之際，該新工藝通過鑒定，是在夾縫中走出了一條既可實(shí)現(xiàn)無汞且可盈利之路。其工程化將對(duì)電石法PVC產(chǎn)生革命性的影響，有利于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。該工藝也成為業(yè)內(nèi)“產(chǎn)學(xué)研設(shè)”強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、相互配套、技術(shù)創(chuàng)新的典范。由于該工藝和設(shè)備并不復(fù)雜，且節(jié)能減排效果好，因此推廣前景樂觀，應(yīng)加快其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

據(jù)了解，德州實(shí)華化工公司將在此基礎(chǔ)上建設(shè)20萬噸/年氯乙烯裝置，該裝置核心采用兩組10萬噸/年的四級(jí)串聯(lián)反應(yīng)器，預(yù)計(jì)投資5億元，與其已有的40萬噸/年P(guān)VC項(xiàng)目相配套。項(xiàng)目有望于2015年建成，2016年投產(chǎn)。