深耕低汞化资源化无汞化技术——记天业集团领跑PVC行业减汞之路

  2022年8月16日,是《关于汞的水俣公约》生效5周年的日子。《中国化工报》记者在采访中了解到,为了更好地履约,在国家主管部委与行业协会的指引下,国内电石法聚氯乙烯(PVC)企业,在“低汞化—资源化—无汞化”的减汞之路上开展攻关,成效显著。作为业内率先实现低汞化的企业,新疆天业(集团)有限公司于2017年8月16日正式履约后,深耕低汞化、资源化与无汞化相关技术研究至今。

  低汞化:吨PVC用汞量持续下降

  记者了解到,自着手发展电石法PVC并构建循环经济产业链之日起,天业集团就一直关注电石法PVC体系中的汞污染综合治理与汞资源循环使用,开展相关的调研与科研合作,走上低汞化发展之路。

  他们持续优化原料气净化、原料气配比、前后台转化器比例、转化器控制、触媒翻倒等工艺控制参数,降低单位PVC产品的低汞触媒消耗量。天业集团下属天能化工有限公司承担了PVC生产汞削减及最小化示范项目“低汞触媒高效应用和汞污染防治试点”,于2022年1月完成答辩验收。他们通过技术改造与汞污染监测,进一步完善了自有固汞触媒应用成套技术,40万吨/年PVC装置的单位产品用汞量较项目实施前持续下降,保持国内领先水平。

  截至目前,天业集团已实现了百万吨级以上装置规模100%工业应用固汞触媒,以实际效果力证低汞化路线的科学合理性。同时,他们在国内开展技术交流与经验介绍,根据行业内企业的实际需要,开展技术咨询及固汞触媒的售后服务等,提升行业整体的低汞触媒应用技术与管理水平。

  资源化:实现汞资源循环利用全覆盖

  据介绍,电石法PVC对汞资源的使用与消耗的核心和媒介是氯化汞触媒。但是此前低汞触媒生产、制备和使用,以及废触媒的处置与汞的回收,分别掌控在触媒生产企业、电石法PVC生产企业与固体危废处置与汞回收企业手中。

  而经过10余年的快速发展,行业内出现了一批百万吨级的PVC生产企业。相对触媒生产企业与汞回收企业,他们整合触媒制备、触媒使用、废剂处置与汞回收3个环节更有优势,可以带动整体技术与管理水平升级,从汞资源全生命周期层面提升汞的使用效率、减少汞排放、控制汞污染。天业集团就是其中最有代表性的企业。他们提出基于氯化汞触媒全生命周期的汞资源循环利用体系,将汞资源的使用与流转等3个环节全面整合,旨在最终实现汞的资源化。

  天业集团一方面加大高效脱汞器与含汞废水吸附法脱汞处理技术的应用,完善气相流失汞的捕集与含汞废液的分类处置,控制汞在气相与液相中的迁移,减少含汞固废的产生量,实现各类含汞固废的分类收集管理。

  另一方面,他们与贵州万山矿产公司加强合作,使含汞固废处置回收装置实现连续稳定运行,并打通含汞固废处置与汞资源回收的环节,实现了低汞触媒生产、低汞触媒使用、含汞固废处置与汞资源循环利用3个环节的全覆盖。他们还初步形成基于汞触媒全生命周期的汞资源循环利用体系,汞污染综合防治与汞削减成效显著,具有良好的示范作用。

  双方还在开发配套废汞触媒回收技术的同时,成立了贵州万山天业绿色环保科技有限公司。该公司主要回收处理废氯化汞触媒及其他含汞废弃物,旨在最大限度地减少废固汞触媒回收过程产生潜在的汞污染问题。此后,该公司经过持续多年的环保与生产技术升级改造,已实现连续化、稳定运营,正着力打造含汞固废处置的示范。

  无汞化:技术研发在路上

  业内人士认为,尽管技术难度较大,但无汞化无疑是从根本上解决电石法PVC行业汞问题的最终路径。天业集团从2007年开始对无汞催化技术持续开展合作与自主研发。该公司主要基于乙炔氢氯化法合成氯乙烯的方向展开无汞催化技术的研发工作,先后与清华大学、南开大学、中科院大连化物所、天津大学、石河子大学等合作。他们围绕流化床+非贵金属催化剂、固定床+非贵金属催化剂、固定床+类贵金属催化剂、固定床+贵金属催化剂等多个方向,逐步建立了全自动工业单管侧线装置、万吨级工业化测试平台,并不断将实验室研究成果进行放大,分别在工业单管侧线及万吨级工业转化器上进行了应用性能测试,取得了第一手数据。

  目前,他们与清华大学、中科院大连化物所、石河子大学等合作的“十三五”重点研发计划课题(涉及贵金属无汞催化技术),在催化剂配方及制备、应用工艺与过程控制、废触媒的贵金属回收等多个方面持续推进。该工艺已经进行了工业放大制备的尝试,并在工业单管侧线及万吨级工业化测试平台的工业转化器中开展了长周期的应用性能测试,正在准备验收。

  此外,天业集团还启动了铜基无汞催化技术的合作与开发应用,并加入浙江工业大学牵头,中科院大连化物所、清华大学等参与的国家“十四五”重点研发计划项目(涉及铜基无汞催化技术)。目前,天业集团所承担的课题及其他相关项目工作正在推进。

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