硫化氫防護安全技術(shù)分析

■ 周　揚

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硫化氫防護安全技術(shù)分析

■ 周揚

摘 要▼

硫化氫是高硫原油儲運過程中常見的有毒有害氣體，其毒性主要作用于人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)，具有毒性大、發(fā)生中毒事故比例高等特點。以某油品儲運公司高硫原油裝火車作業(yè)為例，分析不同條件下高硫原油裝火車作業(yè)罐口附近空氣中硫化氫的含量數(shù)據(jù)，提出了高硫原油裝火車作業(yè)中硫化氫防護要點。

關(guān)鍵詞▼

高硫原油裝火車；硫化氫防護；安全工程；作業(yè)操作要點

0　引 言

我國進口原油中含硫量偏高，這些原油在運輸、儲存及加工過程中不可避免會產(chǎn)生各種硫及硫化物，由此帶來的危害問題越來越突出。2003年我國某油田發(fā)生特大井噴事故，由于硫化氫中毒致243人死亡，引起各相關(guān)企業(yè)的高度重視，并逐步加強了一線硫化氫防護管理。

目前，硫化氫防護已成為相關(guān)企業(yè)職業(yè)健康管理最重要的工作之一。

1　高硫原油中的硫化氫

1.1原油中的硫

硫是原油的組成元素之一，不同原油的含硫量相差很大。通常將含硫量高于2.0%的原油稱為高硫原油，低于0.5%的稱為低硫原油，介于0.5%～2.0%的稱為含硫原油。

硫在原油中的存在形態(tài)已經(jīng)確定的有：單質(zhì)硫、硫化氫、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等類型的有機含硫化合物。原油中含硫化合物類型的分布見表1。表中數(shù)據(jù)表明：原油中單質(zhì)硫含量很少，原油中硫化氫含量極少。

1.2硫化氫的毒性

硫化氫為無色、有臭雞蛋味的氣體，侵入人體的途徑有經(jīng)呼吸道吸入和經(jīng)皮吸收。硫化氫為強烈的神經(jīng)性毒物，對粘膜有強烈的刺激作用，高濃度時可直接抑制呼吸中樞，引起迅速窒息而死亡。長期接觸低濃度的硫化氫，會引起神經(jīng)衰弱及神經(jīng)紊亂等癥狀。硫化氫濃度對人危害程度見表2。

表1　原油中含硫化合物類型的分布

1.3硫化氫的危險區(qū)域分級

硫化氫作業(yè)區(qū)域按照區(qū)域內(nèi)硫化氫可能的最大濃度分為三級（見表3）。

表3　硫化氫危險區(qū)域分級

2　高硫原油中硫化氫的釋放

2.1原油中的硫化物受熱分解

硫化氫一般是由原油中的硫化物受熱分解而產(chǎn)生的。如硫醇對熱不穩(wěn)定，低分子的硫醇在300 ℃下即分解生成硫醚和硫化氫，在溫度高于400 ℃時，硫醇分解生成相應(yīng)的烯烴和硫化氫。通常復雜的硫化物115 ℃～120 ℃開始分解成硫化氫，120 ℃～210 ℃比較強烈，在350 ℃達到最強烈的程度，元素硫在200 ℃～250 ℃與烴類反應(yīng)也生成硫化氫。

2.2硫化氫揮發(fā)隨溫度變化規(guī)律

硫化氫沸點為-60.4℃。易溶于水和油，在20℃、1個大氣壓下，1體積的水可溶解2.9體積的硫化氫。標準大氣壓下水中硫化氫的飽和溶解度隨溫度變化規(guī)律見圖1。由圖可見，在一定壓力下，液相中硫化氫的溶解度隨溫度的升高而降低。有關(guān)數(shù)據(jù)也表明，硫化氫在稠油中的含量隨溫度的升高而降低。

圖1　標準大氣壓下水中硫化氫的飽和溶解度變化

高含硫原油儲運過程中，硫化氫在揮發(fā)前期的揮發(fā)速率較快，峰值出現(xiàn)在揮發(fā)后約1～2 h內(nèi)，此后隨著揮發(fā)時間的增加，罐車內(nèi)原油中殘余硫化氫的濃度逐漸減小，揮發(fā)量也不斷減少。硫化氫的揮發(fā)量與揮發(fā)速率隨著外界環(huán)境溫度的升高而增大。

因此，在夏季高溫時段對高硫原油裝車開始階段要著重加強硫化氫的防護與實時監(jiān)測，開蓋后讓氣體釋放一段時間檢測合格后，再進行下一步操作，裝車過程中要著重加強硫化氫的防護與人員的安全告知。

3　高硫原油裝車作業(yè)硫化氫含量的測定與分析

3.1某油品儲運公司裝卸油品指標與測定儀器

某油品儲運公司原油火車疏港中幾種常見高硫油品及其相關(guān)指標見表4。檢測儀器選用neotronics impulse XP氣體探測儀。

3.2不同條件下罐口附近空氣中硫化氫含量數(shù)據(jù)的測量

3.2.1在裝卸稀釋瀝青時，離罐口不同距離，測得的硫化氫含量數(shù)據(jù)

上午10時至11時，溫度17 ℃～19℃，風力3～5級，預裝60 m3，剩余2 m3時，測得相關(guān)數(shù)據(jù)見表5。

表5數(shù)據(jù)說明，裝卸稀釋瀝青時，離罐口越遠，硫化氫濃度越低；在罐口上20 cm處測得的硫化氫濃度低于職業(yè)安全與健康標準中規(guī)定的8 h工作中可接受的最高峰值（50 ppm）。

3.2.2在裝卸稀釋瀝青時，在上風向處與下風向處，測得的硫化氫含量數(shù)據(jù)

上午10點至11點，溫度17 ℃～19℃，風力3～5級，預裝60 m3，剩余2 m3時，測得相關(guān)數(shù)據(jù)見表6。

由表6數(shù)據(jù)可知：在裝卸稀釋瀝青時，上風口處空氣中的硫化氫濃度小于下風口處的硫化氫濃度。

3.2.3在裝卸阿曼原油時，跟蹤一個月進行硫化氫含量測定

環(huán)境：上午10時至11時，溫度15 ℃～20℃。相關(guān)數(shù)據(jù)見表7。

由表7數(shù)據(jù)可知：在裝卸阿曼原油時，罐口上方30 cm處的硫化氫濃度很低，基本低于《海洋石油作業(yè)硫化氫防護安全要求》中規(guī)定硫化氫的安全臨界濃度，裝完油靜置5 min后罐口處空氣中的硫化氫含量高于裝油過程中罐口處空氣中的硫化氫含量。

表4　幾種常見高硫油品及其相關(guān)指標

表5　離罐口不同距離測得的硫化氫含量

表6　罐口硫化氫含量 單位：mg/kg

表7　火車裝油過程中和裝完油后硫化氫含量對比

4　思考與建議

高硫原油對石油加工和儲運設(shè)備具有強烈的腐蝕作用，同時在原油的接卸過程中也存在泄漏的風險，一旦在接卸、輸轉(zhuǎn)高含硫原油過程中發(fā)生大量泄漏或不合理排放，不僅將會造成人、畜中毒事故的發(fā)生，而且由于硫的腐蝕，還會導致金屬儲罐、金屬管道腐蝕開裂，嚴重影響企業(yè)的安全生產(chǎn)。因此，加強對高含硫原油接卸、 輸轉(zhuǎn)過程的風險控制尤為重要。

經(jīng)過上述分析和長時間實踐檢驗，高硫原油裝火車作業(yè)中須重點關(guān)注以下要點：

1）高硫原油裝車作業(yè)前須配備充足且可用的硫化氫檢測儀器與防護器具。禁止任何人員不攜帶硫化氫檢測儀器和不佩戴合適的防護器具進入可能發(fā)生硫化氫中毒的區(qū)域，禁止在有毒區(qū)內(nèi)脫卸防毒用具。

2）高硫原油裝火車作業(yè)須避開高溫天氣。

3）當站臺環(huán)境硫化氫濃度超過10 ppm時，須使用防毒面具；當站臺環(huán)境硫化氫濃度大于防毒面具可防護濃度上限時暫停作業(yè)，重新采取有效措施（如戴正壓式呼吸器、充分通風檢測濃度下降到合格濃度范圍）后再進行作業(yè)。

4）現(xiàn)場作業(yè)人員一定要站在上風口處作業(yè)，在檢車開蓋、封蓋和看液位時必須正確配戴防毒面具，嚴禁頭部探入罐口。

5）火車罐車開蓋時，先松動所有固定螺栓，讓罐口氣體釋放幾分鐘，氣體檢測合格后，再進行其他操作。接近火車罐口進行作業(yè)操作時，面部距離罐口須至少保持30 cm的距離。

6）裝車作業(yè)須按從下風向往上風向的方向裝車，火車罐車封蓋時須按從上風向往下風向的方向封蓋。在火車線進行作業(yè)操作時須2人同時進行，一人操作，一人監(jiān)護。

7）火車裝車作業(yè)過程中，必須進行硫化氫濃度適時監(jiān)測并進行記錄。

8）火車罐車充裝完成后要將油品靜置5 min以上才能進行取樣、計量、查看液位、提鶴管或者封蓋等作業(yè)活動。

9）佩戴防毒面具一段時間后，若聞到硫化氫氣味必須立即到安全區(qū)域更換新的濾毒盒。

10）作業(yè)現(xiàn)場人員勞保穿戴、通訊設(shè)備須配備齊全。

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