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油田企業(yè)生產過程硫化氫危害及預防

作者:孫少光  
評論: 更新日期:2011年03月11日
 油氣產品中含有一定的硫組分,油田企業(yè)在進行油氣開采、儲運、處理等過程中經常遇到自然產生的H2S或生產過程中產生的H2S,介紹了H2S的特性及對人員和生產設備的危害性,分析了H2S存在于油田企業(yè)生產過程中的各個環(huán)節(jié),提出了預防措施。
  油氣產品中含有一定的硫組分,油田企業(yè)在進行油氣開采、儲運、處理等過程中經常遇到自然產生的H2S或生產過程中產生的H2S的特性及對人員和生產設備的危害性,分析了H2S存在于油田企業(yè)生產過程中的各個環(huán)節(jié),提出了預防措施。
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  1 H2S來源及性質
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  1.1來源
  油藏中含硫氣體有不同的來源,人們普遍接受的觀點是油氣井產出物所含H2S來源于生成油氣時的原生腐爛有機物,油氣中硫化氫的來源除了來自地層以外,滋長的硫酸鹽還原菌轉化地層中和化學添加劑中的硫酸鹽時,也會釋放出H2S。
  1.2性質
  H2S氣體是一種劇毒、無色(透明),比空氣重的氣體,它的分子量為34.08。低濃度H2S具有一種類似臭雞蛋的討厭氣味,濃度稍高的H2S有令人惡心的氣味,高濃度時,由于嗅覺麻痹而難被發(fā)覺。因此,絕對不能憑聞氣味來檢測H2S的存在與否。當H2S氣體以適當?shù)谋壤w積分數(shù)403%~46%)與空氣或氧氣混合,就會產生爆炸。
  完全干燥的H2S氣體在室溫下不與空氣中的氧氣發(fā)生反應,但點火時能在空氣中燃燒。在空氣充足時,生成S2O、H2O;若空氣不足或溫度較低時,則生成游離態(tài)的SO2和H2O;硫化氫的沸點很低,為-61.8℃,熔點為-82.8℃。因此我們通??吹降氖菤鈶B(tài)的H2S,H2S氣體能溶于水、乙醇及甘油中。
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  2 H2S危害
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  2.1對人體的危害
  H2S的毒性,幾乎與氰化氫同樣劇毒,較一氧化碳的毒性大5~6倍。一個人對H2S的敏感性隨其與H2S接觸次數(shù)的增加而減弱。H2S被吸入人體,首先刺激呼吸道,使嗅覺鈍化、咳嗽,嚴重時將其灼傷。其次,刺激神經系統(tǒng),導致頭暈,喪失平衡,呼吸困難,心跳加速,嚴重時心臟缺氧而死亡。如果吸入高濃度(一般1500mg/m3以上)時,中毒者會迅速失去知覺,伴劇烈抽搐,瞬間呼吸停止,繼而心跳停止,被稱為“閃電型”死亡。此外,硫化氫中毒還可引起流淚、畏光、結膜充血、水腫、咳嗽等癥狀。
  2.2對生產的危害
  2.2.1對金屬、非金屬材料的腐蝕
  H2S溶于水形成弱酸,對金屬的腐蝕形式有電化學失重腐蝕、氫脆和硫化物應力腐蝕開裂,以后兩者為主,一般統(tǒng)稱為氫脆破壞。氫脆破壞往往造成井下管柱的突然斷落,地面管匯和儀表的爆破,井口裝置的破壞,引發(fā)嚴重的井噴失控或著火事故。
  H2S對金屬材料的腐蝕,最嚴重的是氫脆,這種損傷與以下四個因素密切相關:
  a)硬度。硬度越大的鋼,對H2S腐蝕應力開裂越敏感。淬火與冷煅后,材料的這些限度還可以稍微加大。
  b)腐蝕環(huán)境。在造成金屬斷裂過程中腐蝕反應占了相當重要的部分,這些腐蝕包括酸細菌作用和低pH值液體環(huán)境。
  c)負荷。拉應力負荷越大H2S腐蝕應力開裂的敏感性越大。
  d) 幾乎所有金屬與H2S反應都生成金屬硫化物。
  另外,在地面設備、井口裝置、井下工具中,都有橡膠、浸油石墨、石棉繩等非金屬材料制作的密封件。它們在H2S環(huán)境中使用一定時間后,橡膠會產生鼓泡脹大,失去彈性;浸油石墨及石棉繩上的油被溶解而導致密封件的失效。
  2.2.2對鉆井液的污染
  H2S主要是對水基鉆井液具有較大的污染,它會使鉆井液性能發(fā)生很大變化,如密度下降,pH值下降,粘度上升,以至形成不動的凍膠,顏色變?yōu)橥呋疑⒛湍G色。

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