氯乙烯無汞化誕生新工藝

文/郁 紅

編者按：

PVC是重要的基礎化工產品，撐起塑料工業的近半壁江山。我國受富煤、貧油的先天資源稟賦限制，比較適宜發展電石法PVC。但電石法工藝的一個致命弱點是存在汞污染，如果不能很好地解決這個問題，電石法PVC行業的生存發展就堪憂。PVC生產少汞化、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，為這一目標的實現帶來了福音，是中國氯堿工業無汞化進程的堅定一步。

這項新工藝技術有可能給行業、給社會帶來什么呢？第一，它將顯著降低PVC行業的成本和能耗。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，新工藝可節約二氯乙烷裂解的高能耗，并降低設備投資。第二，它可以提高PVC產品質量，進一步擴大其應用領域，為中國PVC產品進入歐美市場開啟大門。第三，新工藝將為煤制烯烴打開發展新空間。在煤制烯烴實現規模化之后，與該無汞新工藝結合，將有望替代部分電石法PVC，從而消除汞污染。可見，無論是對PVC行業自身的轉型升級，還是對汞減排和國際汞公約履約的社會責任，它都有著巨大而深遠的意義。

但是，預期的效應要變成現實還有較長一段路要走。無汞化新工藝要實現規模化、產業化發展，還面臨技術、原料、市場、管理等多方面的挑戰。如果說新技術研發考驗的是研發團隊的聰明智慧，那么，現在是到了考驗技術擁有者、行業組織和氯堿企業、政府管理部門集體智慧和能力的時候了。

8月16日，中國石油和化學工業聯合會在山東德州實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。與會專家一致認為，該工藝屬世界首創，總體技術達到國際先進水平，開辟了無汞化生產氯乙烯的新途徑，對促進聚氯乙烯（PVC）行業的汞減排和履行國際汞公約具有重要意義，推廣應用前景廣闊，并建議研發單位進一步加強反應機理的研究和工藝過程的優化，加快工業化示范裝置的建設。

針對全球禁汞大環境下我國PVC行業所面臨的困境，結合近年來甲醇制烯烴（MTO/MTP）迅速發展的態勢，開發以乙炔、乙烯或二氯乙烷為原料生產氯乙烯的無汞催化新工藝路線，對PVC行業的轉型升級意義重大。為此，中科易工（廈門）化學科技公司、中國科學院上海高等研究院、德州實華化工公司和上海華誼工程公司組成“產學研設”聯合開發團隊，合作開發乙炔和二氯乙烷無汞催化合成氯乙烯新工藝。

據研發團隊介紹，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，是不同于傳統氯乙烯生產的一種全新的非汞催化制氯乙烯新工藝，且反應條件溫和，催化劑選擇性極高，單體質量高于傳統方法。相比于傳統的電石法PVC生產工藝，該技術噸PVC的電石消耗量下降50%，綜合能耗和生產成本均有所降低，而且完全消除汞污染，解決了電石法PVC行業汞污染這一世界難題。該工藝核心技術已獲授權國家發明專利2項。

中國石化聯合會組織了以洪茂椿院士為專家組組長的成果鑒定委員會，對該項目2000噸/年氯乙烯中試裝置進行了鑒定。專家組認為，該工藝主要創新點包括：自主研發了高活性、高選擇性的炭載鋇鹽催化劑，實現了乙炔和二氯乙烷原子經濟反應，“三廢”排放少；開發了多級激冷固定床反應器，較好地控制了反應溫度；開發了二氯乙烷噴淋分離氯乙烯的提純新技術，保證了氯乙烯單體的品質；中試裝置連續運行4個多月的數據表明，乙炔單程轉化率可以保持在70%以上，氯乙烯的綜合收率達到98%以上，推廣應用前景廣闊。

中國石化聯合會會長李勇武強調，在乙烯法PVC企業生存艱難、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現無汞且可盈利之路。其工程化將對電石法PVC產生革命性的影響，有利于產業轉型升級。該工藝也成為業內“產學研設”強強聯合、相互配套、技術創新的典范。由于該工藝和設備并不復雜，且節能減排效果好，因此推廣前景樂觀，應加快其產業化進程。

據了解，德州實華化工公司將在此基礎上建設20萬噸/年氯乙烯裝置，該裝置核心采用兩組10萬噸/年的四級串聯反應器，預計投資5億元，與其已有的40萬噸/年PVC項目相配套。項目有望于2015年建成，2016年投產。