陰離子交換樹脂除汞技術工業化試驗

孫文明，田 瑩，王興來，王永杰

（河北金牛化工股份有限公司，河北 滄州061000）

電石法聚氯乙烯生產中的含汞廢鹽酸處理后，可提取其中的氯化汞，用以重新生產氯化汞觸媒，變廢為寶， 有效緩解汞資源日趨枯竭和含氯化汞鹽酸污染環境的問題。

1 除汞技術現狀

河北金牛化工公司采用脫汞器， 置于轉換器后段的工藝中， 氯乙烯和氯化汞混合氣體通過管道進入脫汞器，活性炭吸附氯化汞后，氯乙烯氣體進入下一工序。由于混合氣體的溫度較高（150 ℃～180 ℃），活性炭吸附了的氯化汞仍然處于劇烈的升華狀態，吸附效果差， 導致后工序的脫酸塔及水洗塔出來的酸中含汞超標， 處理這些超標的含汞廢酸是急待解決的問題。

2 除汞新工藝

有研究發現， 在通常情況下氯化汞溶于水后都是以HgCl2形式存在， 但HgCl2分子對氯離子有很強親和力特性， 如果在液體中有一定量氯離子存在就會形成[HgCl4]2-絡合物，采用陰離子交換技術可將液體中的氯化汞絡合物全部吸附。 由于陰離子樹脂對[HgCl4]2-絡合物的選擇性遠遠大于對氯離子的選擇性，吸附效果相當明顯，僅采用二級交換器，對氯化汞的吸附率即大于99.8%，除氯化汞徹底。采用獨特的解析液解析吸附飽和的樹脂，解析率大于99.9%，解吸的氯化汞按照氯化汞觸媒生產標準， 用活性炭吸附并循環生產氯化汞觸媒， 解析后的樹脂可重復繼續使用。 此項陰離子交換法吸附技術的持有方于2011 年3 月向國家專利局申請了發明專利。

3 新工藝工業化試驗

鑒于對此項除汞新工藝的認可， 該公司與專利方合作進行了工業化試驗，該公司承擔裝置建設，專利方負責樹脂回購及解析再生。

除汞新工藝流程見圖1。

圖1 除汞新工藝流程示意圖

將水洗塔出來的含汞廢酸（濃度為17%～21%）送至陰離子交換除汞裝置。 裝置由3 臺陰離子交換器、管道閥門及附屬儀表等組成。陰離子交換器為三級串聯運行， 當最前級運行的陰離子樹脂吸附飽和后，將失效的該交換器解除運行，原第二級轉換成第一級，原第三級轉換成第二級繼續運行，最前級運行的陰離子交換器更換新樹脂后， 轉換成第三級抽入系統運行。 陰離子樹脂交換器系統設有旁路系統轉換閥門，當最前級運行的陰離子交換器吸附飽和后，關閉本級陰離子交換器的進出口閥門， 打開下一級陰離子交換器的進出口閥門， 使后兩級陰離子交換器正常運行。 經過除汞凈化后的酸根據需要送去不同的裝置，如果AVCM 需要，可送去組合吸收塔，用來吸收粗VCM 合成氣體中過量的氯化氫氣體；如果AVCM 不需要，作為副產酸出售。

圖中虛線框內的工作由專利方將樹脂運回其工業區內實施。

主要設備有：陰離子樹脂交換器YSJ-2200 3臺；籃式管道過濾器Φ300 mm 1 臺； 出酸流量計Q=50 m3/h 3 臺；閥門、管件、管材1 套。

4 存在問題及整改

（1）該裝置的設備及管道選材均為鋼襯PE，但閥門選型為對夾式塑料蝶閥。由于該公司地處北方，冬季室外溫度較低， 對閥門的強度和極限溫度要求較為嚴格，全部更改為鋼襯四氟的蝶閥。

出于安全和環保的考慮， 該裝置的地面及地溝均增加了防酸腐蝕處理。

5 運行效果

氯化汞含量約為15 000 μg/L 的原料廢酸通過陰離子交換除汞裝置后， 一級出口氯化汞含量為314.2 μg/L，二級出口為43.6 μg/L。

數據表明，該次工業化試驗取得圓滿成功。經該公司組織環保部門、中國氯堿協會及氯堿行業相關單位等現場評審，進行考核和驗收，得到各參評單位和部門的稱贊和表彰。 陰離子交換樹脂除汞技術投資少，見效快，無風險，回報率高，而且節能環保，整個工藝流程中無三廢排放，解決了該公司氯化汞的污染問題。