VCM的生产工艺包括多种不同的类型, 其中最重要的一种方式就是天然气乙炔法, 适用于大规模生产, 但也存在一定的缺陷, 会出现汞污染状况, 不符合绿色生产的要求。研究VCM生产过程中的汞污染防治具有非常重要的意义, 能够对生产工艺进行优化, 降低污染状况, 更好的指导实际生产工作的进行, 为相关研究提供参考意见。
1 VCM生产工艺简介
就我国当前塑料工业的生产状况来看, 聚氯乙烯树脂的主要生产原料为电石, 在生产过程中反应物为HCl和电石乙炔, 在Hg Cl2 (吸附有活性炭) 的催化作用下, 生成粗VCM气体 (C2H3Cl) , 经过进一步的处理和加工, 即可获得VCM单体[1]。制备过程中的一项重要环节就是洗涤工艺, 要运用碱洗、水洗等方式对制得的气体进行处理, 彻底清除气体中含有的HCl气体, 但处理后得到的酸水、HCl都存在汞污染问题, 不能直接排出废液。
在实际生产过程中, 为了缓解汞污染问题, 已经对传统的VCM生产工艺进行了更新和完善, 删去了碱洗及水洗过程, 运用干法生产技术, 降低废水、空气中汞元素的含量。但需要做到以下几点:应严格控制VCM生产原材料的含水量;根据化学反应方程式对C2H2、HCl二者的比例进行控制;将庚烷作为冷却介质, 避免水冷却对反应的影响, 降低了反应容器的腐蚀状况, 保证了催化剂的催化效用, 不会出现泄漏的状况[2];经干燥处理后的VCM反应物含水量较少, 生成的VCM气体中HCl气体含量也大大减少, 因此可以删去碱洗、水洗的环节, 只需在压缩机中进行处理;在反应装置中安装冷却器, 使生成气体冷却, 在冷却器中对汞污染物进行收集、处理, 在一定程度上也可以降低汞污染。
2 VCM生产过程中汞污染的防治措施
2.1 汞污水处理方法
在对生产VCM导致的汞污水进行治理时, 应用到的材料包括:结晶水、硫化钠、硫氢化钠 (70%以上的纯度) 、活性炭, 还应用到有机硅材料、硅藻土等助滤剂[3]。具体处理工艺流程如下:1) 在生产装置中安装专门的污水处理区, 能够将汞污水集中到集水池中, 并最终输送至汞处理槽内;2) 将硅藻土或有机硅材料加入到反应容器中, 配制成稀浆状态, 并借助加料泵的作用将浆液注入到汞污水处理槽中, 进行不断的循环工作;3) 打开处理槽内的搅拌器开关, 输入足量的空气, 确保VCM反应过程中H2S的清除效率, 并在常压状态下, 将处理槽上部空气排空, 更换外部新鲜的空气, 降低反应容器中H2S气体的含量, 搅拌器持续运行两小时后, 放置约5小时, 汞废水中的Na SH和汞能够进行充分的反应, 生成Hg S沉淀物;4) 利用压滤机, 对有机硅材料、硅藻土物质进行压缩加工, 制成滤饼, 对汞污水进行过滤、分离, 完成过滤工作后, 要先检测获得的废液, 如果汞元素含量达到排放标准, 就可以将污水排放道储水槽内, 之后运送到污水处理厂中进行加工, 若过滤后废水中汞元素超出标准, 就需要反复进行过滤工作, 而废催化剂和汞滤渣可以在汞矿中进行回收处理。
2.2 催化剂卸料方法
在生产过程中, 会消耗定量的催化剂, 可以在设备中合理的添加真空吸取装置, 将反应器中失去功效的催化剂清除掉[4]。催化剂还需要进行两个处理和加工环节, 依次为旋风分离和旋风袋过滤, 对进行反应后的催化剂粉尘清理后, 打开分离过滤器的旋转阀门, 能够使颗粒较小的粉尘进入到废催化剂回收收集桶内, 并运送到汞矿中, 重新利用废催化剂中的汞元素, 能够避免空气中汞元素的含量, 降低污染状况。
3 结语
通过有效的防治措施进行脱汞处理, 能够有效缓解VCM的生产污染问题, 大大降低空气、污水中汞元素的含量, 达到国家规定的排放标准, 不会对生态环境造成破坏。脱汞处理后的污水还需要运输至污水处理厂进行加工处理, 基本上可以完全清除污水中的汞物质, 即使排出废液后也不会对水体造成不良影响。电石法虽然具有较高的生产效益, 但汞污染问题的解决会增大生产成本, 必须要引进先进的反应器, 改进生产工艺, 提高反应效率, 降低催化剂的消耗, 从而达到控制汞污染, 提高生产效益的目的。
摘要：作为高分子化工单体, 氯乙烯 (VCM) 在塑料工业生产领域有着广泛的应用, 是制造聚氯乙烯树脂的重要原料, 还能够进行共聚反应, 生成冷冻剂。然而在生产VCM的过程中, 会存在严重的汞污染问题, 危害自然环境, 加强VCM生产的汞污染防治工作成为当前亟待解决的一项任务。本文主要对VCM生产工艺进行介绍, 总结了VCM生产过程中汞污染的防治对策, 以期进一步优化生产工艺, 降低汞污染, 实现绿色生产。
关键词：VCM,生产工艺,汞污染,防治措施
参考文献
[1] 王绍伟.内蒙古PVC行业汞污染现状调查与防治研究[D].内蒙古师范大学2012.
[2] 蔡白雪, 甘亚, 张祥剑, 李子健, 冯良荣.新型载铜碳纳米管催化剂的制备及其对乙炔氢氯化反应的催化活性[J].合成化学, 2011 (05) .
[3] 刘岭梅.电石法VCM工艺技术优化探讨[J].江苏化工, 2002 (01) .
[4] 李成剑.汞污染危害分析与防范措施探讨[J].长江大学学报 (自然科学版) 理工卷, 2010 (02) .