欧洲氯碱工业清洁生产技术进展———先进膜技术逐渐取代水银电解法
近年来，欧洲的氯碱生产商正在积极推动氯碱清洁生产技术的发展。据欧洲氯碱工业协会介绍，当前欧洲氯碱
生产采用膜技术所占的比例已由2009年的49%上升到52%，同时，基于水银电解工艺工厂的产量已经由2009年的
34%进一步下降到31%。这对于正努力向更加清洁的生产工艺迈进的欧洲氯碱制造商来说，具有里程碑的意义。
膜法工艺约比水银电解工艺能节约30%的能源。但水银电解法向膜法工艺转换的改造成本也非常高。这项改造
的历程主要限于欧洲，因为一直以来欧洲的氯碱工业是依赖于水银电解工艺发展起来的。而其他地区，如北美、中
国、印度和俄罗斯，更倾向于使用隔膜技术，而这种技术在欧洲只占14%。目前，欧洲还很少有隔膜法向膜技术进
行改造的。
现状
水银电解工艺完全被淘汰期限将被提前
从水银电解工艺向膜技术的改造，已经进行了10年。它始于一个自愿性的承诺——到2020年所有水银电解工
艺的生产将关停或者改造成其他工艺。尽管有这一自愿性的承诺，但目前有关当局也出台了一些特定的法律法规，
将这一期限提前。
受到地方立法以及落后的水银电解工艺工厂维护成本的不断上升，未来几年，许多生产商就会转变工艺。目前，
也有一些生产商是两类工艺同时运行。如阿克苏诺贝尔公司，在欧洲有好几家工厂：其中一些工厂是已经改造过了
的，但还有一些工厂仍然使用水银电解技术。但该公司目前使用水银电解技术的工厂可以控制排放量，并保持较低
的维护成本。
障碍
成本高昂迫使改造进程滞后
改造成本太高，使得一些氯碱工厂在改造的进程中落后。前不久，捷克一家环氧树脂生产商Spolchemie刚刚
达成了一项延期改造许可的条款。这家公司从2006年就开始改造一座氯气生产厂，但由于在2009年底陷入了财务
危机，它要求从2012年延期至2015年 ，而地方当局给出的最后期限为2013年。
该公司生产的氯气主要用于生产其核心业务环氧树脂的原材料——环氧氯丙烷（ECH）。该公司的ECH生产工艺
是其成功的关键，最近还向台湾台塑公司和印度比拉公司出售了两个生产环氧氯丙烷的许可证 。
膜技术的改造将帮助企业节省20%～30%的电力成本，并提高超过30%的产能。在改造成膜技术后，Spolchemie
公司的氯气产能有望达到7.3万t/a。而其他主要专业产品，氢氧化钾（KOH）可达到4万t/a，这将成为欧洲最大
的膜技术生产KOH的基地。对氯气和氢氧化物生产而言，膜技术是最先进的技术，这也是为什么Spolchemie公司
决定改造的原因。
障碍
烧碱浓度问题挑战膜法工艺经济性
除了改造成本以外，采用膜技术还有一个潜在缺陷，就是氯气的同步产品苛性钠的浓度为32%，而采用原有水
银电解工艺生产的苛性钠的浓度为50%。由于目前大多数客户需要50%浓度的苛性钠，因此通过膜技术生产的32%
浓度的苛性钠不能直接满足工业需求，而需要进行进一步蒸发，从而削弱了节省能耗的优势。
因此，对膜技术和水银电解工艺两者在总体过程成本方面是否有区别还存在争议。有人认为采用膜技术生产的
苛性碱需要进一步蒸发抵消了原有的节能优势，这就意味着从水银电解工艺向膜技术的改造必须在其环境优势的基
础上进行。但是也有人认为，膜技术的能源优势依然存在。尽管膜技术需要产生蒸汽并蒸发掉多余的水分，但是未
来一些工艺将有望使用32%浓度的烧碱。如果这样的话，膜技术将更具有优势。
优势
膜技术具备节能等多重优势
德国聚氯乙烯（PVC）巨头Vinnolit投资1亿欧元用于升级改造两座氯气工厂。其中位于吉尔道夫工厂的产能
为18万t/a，位于Knapsack工厂的产能为25万t/a。该公司估计，这项新技术可节省能源20%～22%（约每年33
万MWh）。虽然Vinnolit的动机是经济性，但改造不仅仅节约了能源，更主要的是为了满足吉尔道夫基地氯气需求
的缺口，而以前这一缺口需要通过进口来弥补。
吉尔道夫工厂所需的VCM中间体——二氯乙烷（EDC）以前需要从Knapsack运到吉尔道夫，但现在在该基地生
产，节省了巨大的运输成本。
尽管1亿欧元不是个小数目，但相对于新建一个工厂来说，改造成本只是新建工厂成本的一半。因为改造过程
中，可以尽可能多地重复利用原有设备，从而节省开销。
除了更节能，膜技术还更加紧凑，其占用的空间约只有水银电解工艺的20%。采用新工艺后，Vinnolit在吉尔
道夫工厂的产能大幅提高到原来的4倍，而电解槽占用的空间仅仅是以前的1/3。
事实上，节约能源可能会比强迫工厂改造的立法具有更大的激励。因为德国的能源价格非常高，而随着能源价
格的不断上涨，新的工艺将更具优势。
未来
氯气生产将变得更加绿色
目前，生产商们正试图让氯气的生产过程变得更加绿色。拜耳材料科技公司联合德国设备工程公司伍德公司和
三所德国大学联合开发了一项新的氯气生产技术。该技术采用氧气去极化阴极，比标准膜技术还节约30％左右的
能源，这是因为气态氧的加入有助于在较低的电压下进行电解。
这一新工艺将可以从食盐中生产氯气。拜耳计划明年初在其位于Chempark Krefeld-Uerdingen 的工厂开启一
套2万t/a的装置。目前，拜耳已经将该技术用于其中国和德国的盐酸电解装置。
（吴军 编译）