天然气安全技术-防中毒基础知识.ppt

cq hse tc 重庆hse培训中心 第1页 防中毒基础知识 cq hse tc 重庆hse培训中心 第2页 石油工业生产中主要毒物 气体 1.硫化氢 2.二氧化硫 3.一氧化碳 4.氨 5.其他，如某些无机酸或碱形成的酸雾或碱雾 金属及无机化合物 1.氢氟酸 2.氰化物 3.汞 4.铅及其化合物 cq hse tc 重庆hse培训中心 第3页 石油类 1.原油 2.汽油 3.沥青 油田化学剂 1.杀菌剂 2.缓蚀剂 3.高分子化合物 苯、甲苯、二甲苯 cq hse tc 重庆hse培训中心 第4页 硫化氢中毒问题 硫化氢，无色易燃气体，有臭鸡蛋味，它是许多 工业生产过程中的副产物。目前，有70多种职业有 机会接触硫化氢，如采矿、石油开采、提炼、皮革 鞣制、橡胶合成、煤气制取、人造纤维、造纸、染 料、制糖、食品加工以及清理垃圾、阴沟、粪池、 菜窖、鱼舱等作业。 硫化氢中毒，居我国中毒发病人数的第4位（ 在co、有机磷和cl2之后），死亡人数居第2位（ 第一位是co）。而在石油化工行业中， h2s中毒 及死亡人数均为第1位。 硫化氢中毒事故 cq hse tc 重庆hse培训中心 第5页 一、含硫天然气一、含硫天然气 我国不少气田或油井伴生气中都含有酸性气体 ，主要是含有硫化氢，硫化氢含量通常在0.1%（ 体积百分比）以下，如陕甘宁气田硫化氢含量 0.02 0.05%。但在川东地区硫化氢含量偏高， 如川东卧东河气田三叠纪系气藏最高硫化氢含量 达32%（493mg/m3）。 我国的标准中（sy/t5087-2005），天然气的 总压等于或大于0.4mpa(60psia)，而且该气体中硫 化氢分压等于或高于0.0003mpa；或h2s含量大于 75mgm3(50ppm）的天然气称为含硫天然气。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第6页 含酸性气体气藏的划分 (sy/t6168-1995 ) 气藏类类型g/m3v% 微含硫77050 cq hse tc 重庆hse培训中心 第7页 一、含硫天然气一、含硫天然气 国外通常把含硫化氢的天然气可分为以下几类。 1无硫油气藏：通常h2s含量小于0.0014。 2低含硫化氢气藏：h2s含量为0.0014%0.3%。 3中含硫化氢气藏：h2s含量为1%5%。 4高含硫化氢气藏：h2s含量为5%20%。 5特高含硫化氢气藏：h2s含量为20%以上者。 6“纯”硫化氢气藏：h2s含量为80%90%以上者。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第8页 “ “三高油气井三高油气井” ” 1. 高压气井是指以地质设计提供的地层压力 为依据，当地层流体充满井筒时，预测井口关 井压力可能达到或超过35mpa的井。 2. 高含硫气井是指地层天然气中硫化氢含量 高于150mg/m3(100ppm)的井。 3. 高危地区油气井是指在井口周围500m范围 内有村庄、学校、医院、工厂、集市等人员集 聚场所，油库、炸药库等易燃易爆物品存放点 ，地面水资源及工业、农业、国防设施（包括 开采地下资源的作业井坑道），或位于江河、 湖泊、滩海和海上的含有硫化氢地层天然气中 硫化氢含量高于15mg/m3(10ppm)、一氧化碳等 有害气体的井。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第9页 二、h2s的性质 1硫化氢的特性 l硫化氢为无机硫化物，化学分子式为h2s，分子量34.08。 l通常物理状态为无色、剧毒的酸性气体，人的肉眼看不见。这就意味着 人无法用眼睛判断是否存在硫化氢。 l气味：硫化氢有一种特殊的令人讨厌的臭鸡蛋味，在很低的浓度下可感 觉到硫化氢的存在，但即使在较低的浓度下（当浓度高于4.6ppm时），也 会损伤人的嗅觉系统，使其迅速麻痹而感觉不出硫化氢的存在，因而气味 不能用作警示措施。 l密度：硫化氢是一种比空气略重的气体，15（59of）、0.10133mpa （1atm）下蒸气密度（相对密度）为1.189。因此，硫化氢极易在一些地 势低洼的地方聚集，如地坑、地下室、大容器。在有可能存在硫化氢的环 境，都应在上风向、地势较高的地方工作。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第10页 可燃性：硫化氢是易燃气体，自燃温度为260oc，燃烧时发出蓝色火焰， 并生成危及人眼睛和肺部的二氧化硫；在空气中最终氧化产物为硫酸和硫 酸根阴离子。 爆炸极限：当硫化氢在空气中气体积分数达到4.346范围内，形成爆 炸性混合物，遇着火源会发生爆炸。由于硫化氢的爆炸极限范围较宽（比 天然气宽），从火灾爆炸危险性来说比天然气更大。 沸点：硫化氢的沸点很低，为-60.2（-76.4of），因此人们通常见到的是 气态的硫化氢。 溶解性：硫化氢易溶于水、亦溶于醇类、石油溶剂和原油，在20时每单 位体积的水中可溶解2.582单位体积的硫化氢气体。溶解度随溶液温度升高 而降低。硫化氢及其水溶液对金属及非金属有强烈的腐蚀作用，如果溶液 中同时含有co2或o2，其腐蚀作用更快。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第11页 2硫化氢的浓度单位 体积比浓度：指h2s在空气中的体积比。常 用的是ppm表示。 重量比浓度：指h2s在一立方空气中的重量 ，单位为mg/m3、k g/m3。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第12页 浓度换算 1ppm=1.5179mg/m3, 1 mg/m3=0.6588ppm cq hse tc 重庆hse培训中心 第13页 在采矿和从矿石中提炼铜、镍、钴等,煤的低温 焦化, 橡胶、人造丝、鞣革、硫化染料、造纸、颜 料、菜腌渍、甜菜制糖、动物胶等工业中都有硫化 氢产生;开挖和整治沼泽地、沟渠、水井、下水道、 潜涵、隧道和清除垃圾、污物、粪便等作业,以及分 析化学实验室工作者都有接触硫化氢的机会; 天然 气、矿泉水、火山喷气和矿下积水,也常伴有硫化氢 存在。由于硫化氢可溶于水及油中,有时可随水或油 流至远离发生源处,而引起意外中毒事故。 三、硫化氢的来源： cq hse tc 重庆hse培训中心 第14页 油气生产作业中h2s的来源： （1）某些工作液处理剂在高温高压下的分解 作用、细菌作用，产生h2s； （2）强化采油等工艺中所用化学剂分解； （3） 含h2s地层，通常h2s含量随地层埋深增 加而增大； （4）含硫原油、气、水中的硫化氢释放； （5）滋生的硫酸盐还原菌，在转化来自地层 中的硫酸盐时，释放h2s； （6）炼油化工生产、作业过程中产生的h2s 。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第15页 石油天然气生产作业中易聚集硫化氢的部位 钻井作业： 井筒钻井液 防喷口器 节流嘴 井架底座 振动筛 除气器 节流管汇或钻井液循环管汇系统 cq hse tc 重庆hse培训中心 第16页 修井作业： 循环罐 生产罐 储浆罐 未密封罐或密封罐取样口、排出管线 打开油罐的顶盖、计量孔盖和密封油罐的 通风管都有可能有硫化氢的外释放，在井 口、压井液、放喷管、循环泵等处都有可 能产生硫化氢的聚集。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第17页 开采作业： 储油罐 油气水分离器和处理器 脱水装置 清管器传送器、清管器接收器及集油系统管线 燃烧坑或天然气火炬装置 装油设施 仪表间 (调节或维护过程中） 压缩机及增压泵房 cq hse tc 重庆hse培训中心 第18页 集输站： 高压区 油气取样区 排污放空区 油水罐区等 天然气处理厂： l脱硫区 l再生区 l硫回收区 l放空排污区等 cq hse tc 重庆hse培训中心 第19页 四、硫化氢的危害 .对人体的危害 硫化氢是一种神经毒剂，亦为窒息性和刺激性气体。 硫化氢中毒主要从呼吸道吸入、皮肤接触。其毒作用的主 要靶器是中枢神经系统和呼吸系统，亦可伴有心脏等多器 官损害，对毒作用最敏感的组织是脑和粘膜接触部位。硫 化氢在体内大部分经氧化代谢形成硫代硫酸盐和硫酸盐而 解毒，在代谢过程中谷胱甘肽可能起激发作用；少部分可 经甲基化代谢而形成毒性较低的甲硫醇和甲硫醚，但高浓 度甲硫醇对中枢神经系统有麻醉作用。体内代谢产物可在 24小时内随尿排出，部分随粪排出，少部分以原形经肺呼 出。在体内无蓄积。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第20页 h2s ppm危 害 程 度 0.134.6可嗅到臭鸡蛋味，一般对人体不产生危害 4.610刚接触有刺热感，但会很快消失 1020超过此浓度必须戴防毒面具 5015min以上嗅觉丧失，超过1h导致头痛、头晕或摇晃 100刺激咽喉，310分钟会损伤嗅觉和眼睛，头痛、接触4h 以上导致死亡 200立即破坏嗅觉系统，时间稍长咽、喉将灼伤，导致死亡 500失去理智和平衡，215分钟内出现呼吸停止，如不及时 抢救，将导致死亡 700很快失去知觉，停止呼吸，若不立即抢救将是死亡 1000立即失去知觉，造成死亡，或永久性脑损，智力损残 2000吸上一口，将立即死亡，难于抢救 h2s对人体的危害 cq hse tc 重庆hse培训中心 第21页 阈限值阈限值 threshold limit valuethreshold limit value（tlvtlv）: : 几乎所有工作人员长期暴露都不会产生不 利影响的某种有毒物质在空气中的最大浓度。 硫化氢的阈限值为 15mgm3 (10ppm)， 二氧化硫的阈限值为 54mgm3 （2ppm）。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第22页 安全临界浓度 safety critical concentration 工作人员在露天安全工作8h可接受的硫 化氢最高浓度参考海洋石油作业硫化 氢防护安全要求（1989）13条中硫化 氢的安全临界浓度为30mgm3 (20ppm)。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第23页 危险临界浓度危险临界浓度 dangerous threshold limit valuedangerous threshold limit value 达到此浓度时，对生命和健康会产生不达到此浓度时，对生命和健康会产生不 可逆转的或延迟性的影响参考可逆转的或延迟性的影响参考海洋石海洋石 油作业硫化氢防护安全要求油作业硫化氢防护安全要求19891989）中硫）中硫 化氢的危险临界浓度为化氢的危险临界浓度为150mg150mgm m 3 3 (100ppm)(100ppm)。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第24页 作业中硫化氢环境中暴露限制 （occupational exposure limits) 10ppm最长接触时间为每天8小时，在8 小时内 oel不超过15和20ppm； 15ppm允许接触不超过15分钟每天8小时内 不能超过4次，每次接触硫化氢至少间隔60分 钟（不接触任何浓度h2s）； 20ppm为最高接触极限浓度任何情况下不允 许作业人员接触超过20ppm h2s。 （加拿大规范加拿大规范） cq hse tc 重庆hse培训中心 第25页 警示挂牌警示挂牌 u井处于受控状态，但存在对生命健康的潜 在或可能危险硫化氢浓度小于 15mg/m3(10ppm),应挂绿牌； u对生命健康有影响硫化氢浓度大于 15mg/m3(10ppm)30mg/m3(20ppm),应挂黄黄 牌牌 u对生命健康有威胁硫化氢浓度大于或可能 大于30mg/m3(20ppm),应挂红牌红牌。 （sy/5087-2005） cq hse tc 重庆hse培训中心 第26页 .硫化氢的腐蚀性危害 硫化氢不仅造成对人的生命构成威胁，同时会对石油天然 气生产设备、工具，包括对各类管材等金属及非金属材料 造成腐蚀破坏。 在硫化氢的作用下，对金属设备、材料造成电化学失重腐 蚀、氢脆腐蚀和硫化物应力腐蚀，特别是氢脆腐蚀危害极 大，在高浓度的硫化氢环境中，若金属材料不抗硫，会在 较短时间表内因产生氢脆腐蚀造成管具断裂而引发重大事 故。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第27页 .硫化氢腐蚀产物的危害硫化铁自燃 硫化氢以及有机硫化物与金属设备、管道容器壁上的铁和氧化铁长 期腐蚀，会生成硫化铁（fe2 s）。硫化铁是具有金属光泽的深棕色或 黑色块状物，当其与空气中的氧接触后能自燃，对于粉未状的硫化铁来 说，自燃点较低，大约为40，与空气接触后更易自燃，产生火灾和爆 炸的危害。 含硫天然气生产中，在设备检修期间，从设备或管线清扫出的呈疏 松状的硫化铁极易自燃，且其自燃属自热氧化自燃类型，导致自燃的主 要原因是常温下的氧化反应： fe2s + o2 fes + so2 + 222.32kj fes +1.5o2 feo + so2 + 48.99kj 2fes + 3.5o2 fe2o3 + 2so2 + 270.89kj 这些氧化反应所产生的热量如果不能及时散发掉，则将积聚使堆积 的fes温度上升，达到其自燃点温度及以上，就会剧烈地燃烧，可引燃 可燃气体甚至引发爆炸事故。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第28页 .对工作液的破坏 井下作业的各种工作液，如钻井液、完井 液、压裂液、射孔液以及封隔液等，与硫 化氢接触会使其性能变化或破坏，导致井 下施工作业失败或引起井下事故。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第29页 五、h2s防护应急 通过对作业现场进行环境调查、危害识别 和风险评估，凡是有可能发生硫化氢外逸或泄 漏的作业场所，都应有针对性的硫化氢防护 的应急计划（预案），并按照要求进行硫化 氢防护演习和训练，提高员工处置硫化氢事故 的应急和自身的防护能力。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第30页 5.1 5.1 应急响应应急响应 1. 1. 当硫化氢浓度达到当硫化氢浓度达到15mg/m15mg/m 3 3 （10ppm10ppm）的）的 限值时启动应急程序，现场应：限值时启动应急程序，现场应： a)立即安排专人观察风向、风速以确定受害的危险 区； b)切断危险区的不防爆电器的电源； c)安排专人佩戴正式空气呼吸器到危险区检查泄漏 点； d)非作业人员撤入安全区。 一级报警一级报警 sy/t5087sy/t5087 cq hse tc 重庆hse培训中心 第31页 2 .2 .当硫化氢浓度达到当硫化氢浓度达到30mg/m30mg/m 3 3 （20ppm20ppm）的安全临界浓度时）的安全临界浓度时 ，按应急程序应：，按应急程序应： a)a)戴上正式空气呼吸器；戴上正式空气呼吸器； b)b)向上级（第一责任人及授权人）报告；向上级（第一责任人及授权人）报告； c)c)指派专人至少在主要下风口距井口指派专人至少在主要下风口距井口100m100m、500m500m和和1000m1000m处处 进行硫化氢监视，需要时监视点可适当加密；进行硫化氢监视，需要时监视点可适当加密； d)d)实施井控程序，控制硫化氢泄漏源；实施井控程序，控制硫化氢泄漏源； e e）撤离现场的非应急人员；）撤离现场的非应急人员； f f）清点现场人员；）清点现场人员； g g）切断作业现场可能的着火源；）切断作业现场可能的着火源； h h）通知救援机构。）通知救援机构。 二级报警二级报警 sy/t5807sy/t5807 5.1 5.1 应急响应应急响应 cq hse tc 重庆hse培训中心 第32页 3. 3. 当井喷失控时，按下列应急程序立即执行当井喷失控时，按下列应急程序立即执行： a a）由现场总负责人或其指定人员向当地政府报告，）由现场总负责人或其指定人员向当地政府报告， 协助当地政府作好井口协助当地政府作好井口 500m500m范围内的居民的疏散范围内的居民的疏散 工作，根据监测情况决定是否扩大撤离范围；工作，根据监测情况决定是否扩大撤离范围； b b）关停生产设施；）关停生产设施； c c）设立警戒区，任何人未经许可不得人内；）设立警戒区，任何人未经许可不得人内； d d）请求援助。）请求援助。 三级报警三级报警 sy/t5807sy/t5807 5.1 5.1 应急响应应急响应 cq hse tc 重庆hse培训中心 第33页 4.4. 当井喷失控时，井场硫化氢浓度达到当井喷失控时，井场硫化氢浓度达到150mg150mgm3 m3 （100ppm100ppm）的危险临界浓度时，现场作业人员应按）的危险临界浓度时，现场作业人员应按 预案立即撤离井场。现场总负责人应按应急预案的预案立即撤离井场。现场总负责人应按应急预案的 通信表通知（或安排通知）其他有关机构和相关人通信表通知（或安排通知）其他有关机构和相关人 员（包括政府有关负责人）员（包括政府有关负责人） 由施工单位和生产经由施工单位和生产经 营单位按相关规定分别向其上级主管部门报告。营单位按相关规定分别向其上级主管部门报告。 5.5. 在采取控制和消除措施后，继续监测危险区大气在采取控制和消除措施后，继续监测危险区大气 中的中的硫化氢及二氧化硫硫化氢及二氧化硫浓度，以确定在什么时候方浓度，以确定在什么时候方 能重新安全进人。能重新安全进人。 三级报警三级报警 sy/t5807sy/t5807 5.1 5.1 应急响应应急响应 cq hse tc 重庆hse培训中心 第34页 5.2 预防硫化氢中毒措施 （一）、（一）、hh 2 2 s s逸出初始反应基本步骤：逸出初始反应基本步骤： 1.逃离h2s污染区； 2.报警； 3.戴上防护面具； 4.营救中毒者； 5.采取急救措施； 6.医疗救援。 cq hse tc 重庆hse培训中心 第35页 （二）、h2s中毒的早期抢救与护理 1.硫化氢中毒机理： 硫化氢在水中可离解成hs-和h+离子，在 生理ph的作用下，体内硫