闭环“氯”成就循环“绿”——记万华化学氯化氢催化氧化制氯技术

  产品不但不赚钱，有时还要倒贴钱。这种怪事，氯碱企业却习以为常。无处安放的氯气、氯化氢等成为困扰氯碱等相关行业的头号难题。万华化学集团股份有限公司开行业之先河，自主开发出氯化氢催化氧化制氯成套技术，实现了异氰酸酯生产的全部过程中的氯元素由开环消耗变为闭环循环，解决了副产氯化氢的处置难题，引领推动了化工行业的绿色可持续发展。近日，万华化学这一成果斩获2022年度山东省科技进步奖唯一的特等奖。

  目前，中国的氯气年消费量已超过1700万吨，几乎全部由氯碱装置生产供应。许多化工过程中副产大量的氯化氢，氯原子的利用率很低。大量副产氯化氢的消化利用已成为制约氯碱、聚氨酯、农药、医药化工等众多行业发展的共性难题。特别是我国作为全球最大的聚氨酯生产国，原料异氰酸酯在生产的全部过程中会产生大量氯化氢，行业迫切希望找到副产氯化氢出路和有效利用的方案。

  将氯化氢氧化反应单元加入产业链中，能构成原子经济反应系统，使得氯元素“闭合”循环不流失或少流失。这种氯资源的循环利用模式具有普遍适用性，顺应了行业发展方向。

  目前氯化氢转化为氯气的主要方法有无机试剂氧化法、电解法和催化氧化法三种。其中氯化氢催化氧化制氯技术采用氧气为氧化剂，在固体催化剂上进行氧化反应，具有溶剂用量少、简单易操作、能耗低、投资省、无二次污染等优点，是目前先进的氯化氢氧化制氯工艺。该技术中高活性、高稳定性和高强度催化剂的制备是其核心关键技术之一。

  万华化学“氯化氢催化氧化制氯成套技术及其产业化”项目在国际上首次实现了“非贵金属铜系催化剂+流化床工艺”大规模产业化，在较温和的条件下催化处理后直接转化，精制获得高纯氯气产品，克服了氯化氢氧化转化率低、催化剂高温下发生黏难流化、机械强度与稳定性难平衡三大难题，从根本上解决了耗氯行业副产盐酸附加值低、销售困难及环境污染的问题。同时，该项目为耗氯行业提供了更为经济、绿色的氯气原料来源，具有反应效率高、绿色环保、投资及运行成本低等优势，形成了极具国际市场竞争力的氯化氢氧化制氯解决方案，推动聚氨酯产业链实现新突破。

  据介绍，万华化学通过氯化氢循环技术，每年可减少30万吨盐酸产生，相比传统的离子膜电解工艺每年可节电14亿千瓦时，减排二氧化碳49万吨，对提升聚氨酯中间体生产技术水平及参与国际竞争，实现节能减排和发展循环经济具备极其重大意义。此前，万华化学氯化氢绿色循环技术入围了美国Chemical Week 2021年可持续发展奖项的最佳循环实践案例。这也是中国企业首次入围该奖项。

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