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、操作简单、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有重要意义。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。