汞触媒催化剂资料[试题]

汞触媒催化剂资料[试题] 一、 建设背景和必要性 (一)本领域在国民经济建设中的地位与作用。 聚氯乙烯是五大通用塑料之一～其产品广泛应用于包装材料、人造革、塑料制品等软制品和异型材、管材、板材等硬制品是“以塑代钢、以塑代木”的重要产品～是建立资源、能源节约型社会的重要产品之一～在国民经济中占有重要的地位。聚氯乙烯树脂在生产和使用上比传统的建筑材料节能～是我国国家六大部委重点推荐使用的化学建材。聚氯乙烯是氯碱工业重要的耗氯产品～其耗氯量约占氯气生产总量的28%以上。 目前我国聚氯乙烯生产方法主要有两种～乙烯法和电石法。国外基本上全部采用乙烯法生产～但是对于我国少油富煤的能源现状～发展电石法聚氯乙烯可以节约大量宝贵的石油资源～对于缓解我国的石油紧张起到了非常大的作用。因此～电石法聚氯乙烯生产工艺具有非常重要的现实意义和战略意义。 电石法氯乙烯合成反应使用以活性炭为载体的氯化汞触煤,氯化汞质量分数10%~12%,～由于氯化汞在高温下易于升华～在高温反应过程中总有一定量的氯化汞进入反应生成的合成气中～精制合成气工艺不同～产生的污染程度和方式也不同～加上触煤中毒、积炭堵塞等因素导致触煤失活～氯化汞触煤必然产生一定的消耗。～触煤消耗量为1.0~1.2kg/t PVC。目前国内每年消耗氯化汞触煤8000t～折合消耗汞资源达到500t～占到国内汞消耗量的50%～超过全球汞消耗量的10%。汞作为稀缺资源和对环境有高度敏感性的重金属～供应量逐年减少～而电石法聚氯乙烯行业对汞资源的消耗却与日俱增～对汞资源的过度消耗和依赖是电石法聚氯乙烯发展面临的巨大障碍～与此同时～电石法聚氯乙烯的生产过程中所排放出来的含汞废弃物严重威胁着人类的身体健康和生态平衡。降低汞消耗和汞污染是关系到PVC行业发展的迫切任务～也是实现PVC行业可持续健康发展的关键环节. (二)国内外技术和产业发展状况、趋势与市场分析。 据相关资料显示～受环保、生态、法规、经济效益等因素的影响～我国可以实现规模化开采的汞矿山日渐稀少。而我国对汞资源的消耗量较大～目前我国汞需求量约占全球汞需求量的30-40%～居全球首位。其中～我国电石法聚氯乙烯的生产对汞的消耗量约占我国汞消耗总量的60%。现在重金属污染防治已经成为社会热点问题～环保部也将重金属污染防治作为“十二五”期间的工作重点。而金属汞的毒性很大～在电石法聚氯乙烯的生产过程中所排放出来的含汞废弃物严重威胁着人类的身体健康和生态平衡。因此～为了防治污染～减少汞的排放量和限制汞的使用很有必要。 电石法聚氯乙烯使用的汞触煤由于汞升华及触煤中毒等原因活性下降到一定程度后需进行更换～失活的汞触煤成为废汞触煤。目前～我国每吨聚氯乙烯消耗氯化汞触煤平均约1.2千克,以氯化汞的平均含量11%计,～以2009年我国电石法聚氯乙烯产量580万吨计算～电石法聚氯乙烯行业使用汞触煤约7000吨～氯化汞的使用量约770吨～汞的使用量约570吨。电石法聚氯乙烯生产过程的汞去向主要是废汞触煤、含汞废活性炭、含汞废盐酸、废碱液等～分别占氯化汞使用总量的36%、8%、51%、5%。目前～废汞触煤和废汞活性炭由有资质的危险废物处理厂家回收处理～氯化汞回收率约75%。针对电石法聚氯乙烯企业的汞污染防治工作～行业内已经开发了一大批清洁生产技术和污染防治技术并得到了一定程度的应用～如低汞触煤生产及应用技术、盐酸深度脱吸技术、硫氢化钠汞无害化处理技术等。2010年统计低汞触煤在行业内已有近20家企业应用～有4家企业全部采用～2008年低汞触煤的使用量占汞触煤使用总量的12%。含汞废盐酸、废碱液等已有20%进行了盐酸深度脱吸和汞的无害化处理～但大部分还未得到妥善处臵。针对废汞触煤的回收开发了“控氧干馏法回收电石法聚氯乙烯废汞触煤中的HgCl及活性炭的新工艺”～该技术已通过技术鉴定。该工艺不针对废2 汞触煤的回收开发了“控氧干馏法回收电石法聚氯乙烯废汞触煤中的HgCl及活2性炭的新工艺”～该技术已通过技术鉴定。该工艺不但可同时回收废汞触煤中的氯化汞和活性炭～还可有效避免回收过程中汞的流失～使废汞触煤中汞的回收率从75%左右提高到99%以上。 同时～还有一大批新的清洁生产技术及汞污染防治技术正处于积极研发中～如分子筛固汞触煤技术、无汞触煤技术、大型氯乙烯流化床反应器技术、高效汞回收技术等。 由于汞会对环境造成严重的污染～自2001年起～汞污染问题成为联合国环境规划署,UNEP,每年理事会的重要议题～目前正在进行限制汞流通和实施汞消减的国际公约谈判。在中国氯碱工业快速发展的进程中～应当清醒的看到中国 是汞的使用大国～而电石法聚氯乙烯行业汞使用量占全国汞使用总量的60%以上～这决定了电石法聚氯乙烯行业将成为未来中国汞公约履约的最重要领域。 随着国际社会对汞消耗及汞污染的重视和关注～开创新的治理方法～减少汞的使用和排放～成为我国乙炔法氯乙烯发展的必由之路。根据粗略统计计算～2007年乙炔法生产氯乙烯汞用量约650t～占国内汞总用量的50%,如果不能改变现状～到2010年～PVC行业对汞的需求量将达到1000t～越来越多的乙炔法PVC企业将因为触煤供应不足而不得不关停。中国PVC行业的飞速发展引起全世界的广泛关注～在汞触煤的研究方面～表现突出的是总部设在挪威的世界级承包商和技术供应商阿克克瓦纳公司～乙炔法氯乙烯工艺中～以乙炔和氯化氢为原料～在触煤的作用下生产氯乙烯单体。通常所说的氯乙烯合成使用的触煤～系以活性炭为载体～浸渍吸附8% ，12% 的升汞制备而成。因为触煤并不参加到反应产物中～而只是升华和中毒引起的损失～所以乙炔法PVC 要消耗一定数量的汞触煤。2000年～国内开始进行新型低汞触煤和无汞触煤的开发与研究。其中～河北石家庄科创助剂有限公司在触煤开发研究方面走在全国前列。该公司2005年开始新型环保低汞触煤产品的开发～产品先后在锦化集团、海晶化工、新疆天业、河北盛华等企业投入使用～应用后生产运行稳定、易于控制～各项指标均达到了设计要求～获得一致好评。在国内尚未推广应用无汞触煤之际～必须做好低汞触煤的开发和应用工作～最大限度地减少汞的消耗和排放。由于我国富煤、贫油和少气的资源特点～电石法聚氯乙烯发展成为我国聚氯乙烯生产的主流工艺～且产能占我国PVC总产能的70%以上～如果全部采用乙烯法生产工艺～我国每年还需要增加原油进口量约5000万吨。预计2010年电石法聚氯乙烯产量将突破700万吨～如不及时采用清洁生产技术及汞污染防治技术～氯化汞触煤消耗约8400吨～氯化汞使用量约为925吨～汞使用量约685吨～产生约1万吨废汞触煤及含汞废活性炭～以目前治理水平计算～流失到环境当中的汞估计将达到500吨。 去年以来～我国接连发生了多起重金属污染事件～国务院批转了环境保护部、发展改革委、工业和信息化部等八部门《关于加强重金属污染防治工作的指导意见》～同时国际上正在制定限制汞流通和实施汞削减的国际汞公约～我国的电石法聚氯乙烯行业如不采取汞减排措施～将面临资源环境等多方面压力。因此～为促进电石法聚氯乙烯行业的可持续发展～减少汞的使用及排放～必须采用先进的汞污染综合防治技术对该行业进行改造。 目前～中国乙炔法PVC产能达到120万t/s。,电石法聚氯乙烯低汞触媒的推广取得了新的进展～使用低汞触媒的企业近40家～全部装臵使用低汞触媒的企业正逐渐增加。但也有相当一部分企业对汞污染防治工作的认知不足～没有紧迫 感～一遇到技术或经营的问题就不能坚持使用低汞触媒。一些企业在使用低汞触媒的过程中由于各种原因使用效果不理想～便对低汞触媒失去信心。同时～由于监管力度不够～2011年大部分新扩建的电石法聚氯乙烯装臵没有全部使用低汞触媒～再加上不符合标准的劣质低汞触媒冲击市场以及合格产品供应厂家和供应能力不足～制约了低汞触媒的快速推广。 (三)本领域当前急待解决的关键技术问题。 1.触煤的使用寿命有待进一步提高。最大限度地延长触煤使用寿命是减少汞排放的重要措施。触煤寿命越长～一方面汞挥发越慢～单位消耗量越低～最终排放量就少,另一方面更换触煤次数越少～排空损失也越少。 2.低汞触煤仍然要消耗汞资源。虽然低汞触煤在耗汞和排汞方面大大降低～按目前的消耗水平～即使全部采用低汞触煤～汞消耗量仍将超过300 t ,占国内总产量的65%左右,～排放量也超过100 t。由此可见～开发低汞触煤仅仅是权宜之计～要彻底消除汞污染或实现无汞化～将不得不削减并最终淘汰乙炔法工艺。 四)本领域成果转化与产业化存在的主要问题及原因。 ( 1.低汞触煤生产能力尚不能满足行业需求 低汞触煤是采用特殊要求的活性炭经多次吸附氯化汞及多元络合助剂将氯化汞固定在活性炭有效孔隙中的一种新型催化剂～其氯化汞含量在6%左右,比传统高汞触煤氯化汞含量低约50%,～由于低汞触煤提高了汞的利用效率～因此大大提高了催化剂的活性、降低了汞升华的速度～使用寿命不低于传统的高汞触 年低汞触煤～汞的消耗量和排放量均大幅度下降～国内近20家企业使用～2008煤的使用总量占行业内汞触煤使用总量的12%。但目前低汞触煤生产能力只有4000吨/年～预计2015年～需求量将达到12000吨/年以上。 2.先进的废汞触煤回收技术尚未应用 传统的废汞触煤回收是废汞触煤首先与石灰水一起蒸煮～使氯化汞转化为氧化汞～再经高温使氧化汞成为单质汞～回收率低～污染严重。而新的回收技术—控氧干馏法回收废触煤HgCl及活性炭的新工艺～是利用HgCl高温升华～且活22 性炭焦化温度比HgCl升华温度高的原理～采用惰性气体保护避免活性炭的氧2 化～在负压密闭环境下实现了HgCl和活性炭的同时回收。与传统回收工艺相比～2 新工艺不但可以同时回收氯化汞和活性炭～实现资源综合利用～还可有效避免回收过程中汞的流失～使氯化汞的回收率由75%左右提高到99.8%。该技术已通过技术鉴定,但由于目前拥有该技术的企业尚未获得废汞触煤回收资质～无法建设 工业化装臵～因此资质问题亟待环保部门予以解决。 3.电石法聚氯乙烯生产企业历史遗留问题多 我国的氯碱生产从上世纪50年代就已经开始～至今已有60年历史～历史遗留问题多。比如电石法PVC企业的搬迁、倒闭、在其他地方新建等～原生产装臵都可能对当地的土壤、水源产生污染～由于历史时间长～原先电石法PVC企业的旧址处的土壤、水源有没有污染都需要进行统一调查。且2000年以前我国还有水银法烧碱生产工艺～当时产生的含汞废渣都堆放在企业附近～由于当地环保部门没有对其进行统一的调查～安排。多年以后这些含汞废渣也都被土壤覆盖或者填坑～不易统计。像这些历史遗留的问题～政府应该给予重视～安排当地的环保部门对当地的氯碱企业所在地以及旧址都要做统一调查～统计在案。 4.清洁生产及汞污染防治技术的推广缓慢 多年来～在我国的聚氯乙烯行业广大科技人员的努力下～开发出了一些成熟的清洁生产技术～特别是在汞污染治理上～如低汞触煤技术、高效汞回收技术、盐酸深度脱吸技术、硫氢化钠氯化汞无害化处理技术等～但由于政策资金等多方面原因导致这些清洁生产技术的推广缓慢。 5.潜规则阻碍新技术、新工艺的推广 氯化汞触煤在行业内已经使用多年～汞触煤生产企业和使用企业形成了一定的默契～也可以称之为潜规则。目前行业内低汞触煤的推广主要是依据人们对汞的认识～一是汞资源越来越少～二是国际上将对汞的流通进行限制等。有些思想积极的企业领导响应国家号召积极采用低汞触煤～但是由于这种潜规则的存在～下面具体操作人员为了自己利益使用不正当手段致使给低汞触煤的推广带来一定困难。对低汞触煤等新技术没有一个客观的评价～同时拥有危险废物回收许可证的企业和当地环保部门都有一定的利益关系～对废汞触煤的回收及流向及回收后废物的处臵都缺乏有效监管。由于受到利益的驱使～对废汞触煤回收新技术的应用百般阻挠～阻碍该行业的技术进步。部分地方政府对高汞触煤的生产以及落后的回收工艺也有保护的嫌疑。 (五)建设行业 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 中心的意义与作用。 同其他行业一样～电石法聚氯乙烯行业赶超国际水平的唯一法宝就是创新。行业工程中心的建成可提高我国电石法聚氯乙烯产业自主创新能力和核心竞争力～突破产业结构调整和重点产业发展中的关键技术和装备的制约～强化对全行业重大战略任务、重点工程的技术支撑和保障～联合行业内企业、科研机构、科研院所或高校等共同开展项目开发与研究。汞触煤催化剂技术与装备工程研究中心的建立～以促进行业发展为出发点～以市场为导向～以重点产业领域关键、共 性技术的研发和产业化为任务～加快推进科研成果向现实生产力转化～促进产业技术进步和核心竞争能力的提高。 汞触煤催化剂技术与装备工程研究中心的建立可以从以下方面取得成就: 1. 提供一个制品加工客户和设备生产企业技术试验、技术交流和合作的平台～可以为电石法聚氯乙烯生产企业等提供各项工艺试验、流程设计、装备设计制造等全套解决方案和技术支持～成为全行业的汞触媒技术与装备的研究基地与技术进步的前沿。 2. 跟踪国外汞触媒催化剂技术与电石法聚氯乙烯装备的最新发展～开展高国产化研究～进行引进、消化吸收再创新～研发新技术和新装备。替代国外产品～减少进口设备投资～缩短我国聚氯乙烯行业与国外的差距～阻止或减少汞触媒产品的进口。 在汞触媒催化剂技术和装备方面进行开展原始创新～建立汞触媒制备表3. 征的实验平台～在汞触媒催化剂技术方面积累经验和获得自主知识产权～在全行业进行推广和应用～促进行业及相关工业的发展。 4. 在行业内～开展产、学、研、用的合作～积极转化大专院校、科研院所在汞触媒催化剂技术方面的科技成果～做科研成果和产业化的纽带～促进电石法聚氯乙烯行业的技术进步。 5. 积极培养人才～通过工程技术中心的实验平台建设和项目研究和试验～要培养一批汞触媒催化剂技术行业顶尖的科技人才～熟悉汞触媒催化剂技术和装备研究的技术路线和方法～研究方向清晰～能够进行该领域的各种科研研究。