油田企业生产过程硫化氢危害及预防

油田企业生产过程硫化氢危害及预油田企业生产过程硫化氢危害及预 防防 油气产品中含有一定的硫组分 油田企业在进行油气开采 储运 处理等过程 中经常遇到自然产生的 h2s 或生产过程中产生的 h2s 介绍了 h2s 的特性及对 人员和生产设备的危害性 分析了 h2s 存在于油田企业生产过程中的各个环节 提出了预防措施 油气产品中含有一定的硫组分 油田企业在进行油气开采 储运 处理等过程 中经常遇到自然产生的 h2s 或生产过程中产生的 h2s 的特性及对人员和生产设 备的危害性 分析了 h2s 存在于油田企业生产过程中的各个环节 提出了预防 措施 1 1 h2sh2s 来源及性质来源及性质 1 1 来源 油藏中含硫气体有不同的来源 人们普遍接受的观点是油气井产出物所含 h2s 来源于生成油气时的原生腐烂有机物 油气中硫化氢的来源除了来自地层以外 滋长的硫酸盐还原菌转化地层中和化学添加剂中的硫酸盐时 也会释放出 h2s 1 2 性质 h2s 气体是一种剧毒 无色 透明 比空气重的气体 它的分子量为 34 08 低浓度 h2s 具有一种类似臭鸡蛋的讨厌气味 浓度稍高的 h2s 有令人恶心的气 味 高浓度时 由于嗅觉麻痹而难被发觉 因此 绝对不能凭闻气味来检测 h2s 的存在与否 当 h2s 气体以适当的比例 体积分数 403 46 与空气或 氧气混合 就会产生爆炸 完全干燥的 h2s 气体在室温下不与空气中的氧气发生反应 但点火时能在空气 中燃烧 在空气充足时 生成 s2o h2o 若空气不足或温度较低时 则生成游 离态的 so2 和 h2o 硫化氢的沸点很低 为 61 8 熔点为 82 8 因此 我们通常看到的是气态的 h2s h2s 气体能溶于水 乙醇及甘油中 2 2 h2sh2s 危害危害 2 1 对人体的危害 h2s 的毒性 几乎与氰化氢同样剧毒 较一氧化碳的毒性大 5 6 倍 一个人对 h2s 的敏感性随其与 h2s 接触次数的增加而减弱 h2s 被吸入人体 首先刺激呼 吸道 使嗅觉钝化 咳嗽 严重时将其灼伤 其次 刺激神经系统 导致头晕 丧失平衡 呼吸困难 心跳加速 严重时心脏缺氧而死亡 如果吸入高浓度 一般 1500mg m3 以上 时 中毒者会迅速失去知觉 伴剧烈抽搐 瞬间呼吸 停止 继而心跳停止 被称为 闪电型 死亡 此外 硫化氢中毒还可引起流 泪 畏光 结膜充血 水肿 咳嗽等症状 2 2 对生产的危害 2 2 1 对金属 非金属材料的腐蚀 h2s 溶于水形成弱酸 对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀 氢脆和硫化物应 力腐蚀开裂 以后两者为主 一般统称为氢脆破坏 氢脆破坏往往造成井下管 柱的突然断落 地面管汇和仪表的爆破 井口装置的破坏 引发严重的井喷失 控或着火事故 h2s 对金属材料的腐蚀 最严重的是氢脆 这种损伤与以下四个因素密切相关 a 硬度 硬度越大的钢 对 h2s 腐蚀应力开裂越敏感 淬火与冷煅后 材料的 这些限度还可以稍微加大 b 腐蚀环境 在造成金属断裂过程中腐蚀反应占了相当重要的部分 这些腐蚀 包括酸细菌作用和低 ph 值液体环境 c 负荷 拉应力负荷越大 h2s 腐蚀应力开裂的敏感性越大 d 几乎所有金属与 h2s 反应都生成金属硫化物 另外 在地面设备 井口装置 井下工具中 都有橡胶 浸油石墨 石棉绳等 非金属材料制作的密封件 它们在 h2s 环境中使用一定时间后 橡胶会产生鼓 泡胀大 失去弹性 浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效 2 2 2 对钻井液的污染 h2s 主要是对水基钻井液具有较大的污染 它会使钻井液性能发生很大变化 如密度下降 ph 值下降 粘度上升 以至形成不动的冻胶 颜色变为瓦灰色 墨色和墨绿色 3 3 油田企业存在油田企业存在 h2sh2s 的环节的环节 石油工业中有许多作业环节可能存在 h2s 气体 有钻井 修井 采油 注水 集输 原油处理 运输及储运 炼厂等工艺过程 3 1 钻井 对于油气井中 h2s 的来源可归结于以下几个方面 a 热作用于油层时 石油中的有机硫化物分解 产生 h2s 一般地讲 h2s 含 量随地层埋深增加而增大 如井深 2600m h2s 含量在 0 1 0 5 之间 而 井深超过 2600m 或更深 则 h2s 可达 2 23 b 石油中的烃类和有机质通过储集层水中的硫酸盐的高温还原作用而产生 h2s c 通过裂缝等通道 下部地层中硫酸盐层的 h2s 窜入油气中 d 某些钻井液处理剂在高温热分解作用下 产生 h2s 3 2 修井 循环罐和油罐是修井时 h2s 的主要来源 循环罐 油罐和贮浆罐周围有 h2s 气 体 这是由于修井时循环 自喷或抽吸井内的液体进入罐中造成的 h2s 可以 气态的形式存在 也可存在于井内的钻井液中 需要注意的是井内液体中的 h2s 可以由于液体的循环 自喷 抽吸或清洗自油罐释放出来 油罐的顶盖 计量孔盖和封闭油罐的通风管 都是 h2s 向外释放的途径 在井口 压井液 放喷管 循环泵 管线中也可能有 h2s 气体 另外 通过修井与修井时流入的液体 硫酸盐产生的细菌可能会进入以前未被 染污的地层 这些地层中的细菌的增长作为它们生命循环的一部分 将从硫化 盐中产生 h2s 这个事实已经在那些未曾有过 h2s 的气田中被发现 3 3 采油 在采油作业中有 9 处存在 h2s 气体的场所 其中有 6 处与实际操作直接有关 水 油或乳剂的储藏罐 用来分离油和水 乳化剂和水的分离器 空气 干燥器 输送装置 集油罐及其管道系统 用来燃烧酸性气体的放空池和 放空管汇 提高石油回收率也可能会产生 h2s 另有 3 处来源与设备所在地有关 装载场所 计量站调整或维修仪表 气体输入管线系统之前 用来提高空气压力的空气压缩机 3 4 油气处理装置 油气处理装置释放 h2s 的途径归为 7 种 密封件 连接件 法兰 反应装置 排泄系统 取样 以及其它泄漏部位 反应装置是一种相当危险的地方 进入 反应装置进行清洗处理塔 清除污垢或进行其它维修作业 都可能有 h2s 中毒 的危险 3 5 注水操作 从注入液休中的硫酸盐分解细菌带来的对地层的污染 能在地层中产生 h2s 气 体并使整个生产过程中增加 h2s 含量 3 6 酸洗 输油输气管道酸洗时也可产生 h2s 气体 酸洗一个高 3048cm 直径 182 88cm 的 容器时 0 453kg 硫化铁可使容器内 h2s 气体浓度达到 1500 10 6 4 4 h2sh2s 危害的预防危害的预防 针对 h2s 腐蚀性 高毒性 应从生产设施防腐 工艺合理 防护设施的措施完 备 应急预案切实可行等几个方面抓好 以确保各个环节的安全生产 4 1 提高生产设施的防腐等级 无论是油气开采 作业 集输 处理等各个生产环节 与含 h2s 介质接触的金 属工具 药剂等要根据生产环境的实际情况提高防止 h2s 腐蚀的强度等级 或 适宜的缓蚀剂 4 2 设计合理 工艺可靠 某个生产区域如果 h2s 或总硫含量浓度高 装置规模大 则需要设计脱硫装置 对油气进行预处理 避免对后续环节的再腐蚀和受毒害 脱硫装置应结合实际 生产情况 工艺设计要合理 实行密闭生产减少 h2s 的外溢 从根本上减少 h2s 的危害 4 3 防护设施齐全 防护措施到位 目前 油田企业各个生产环节对预防 h2s 危害都有一套有效的安全措施 但存 在管理水平不等 防护设施不全等问题 针对油气生产的不同环节 设备的配 备和安全措施应有所不同 钻井作业要加强防井喷 h2s 气体外泄等的预防 加强局部工作区域的强制通风 装设 h2s 检测仪器 风向仪 报警器 配备正 压式空气呼吸器等 油气处理站需装设 h2s 检测仪器 配备正压式空气呼吸器 另外 应加强 h2s 环境作业人员的培训 掌握 h2s 危害的基本知识 掌握有关 防护设施的使用 维护等知识 能够进行简单的 h2s 中毒急救常识等 4 4 制定完善的