淺談油田生產(chǎn)中硫化氫的危害與應(yīng)對

洪浪 丁志云

摘要：在開采過程中，產(chǎn)生的硫化氫對人員生命健康及設(shè)備都會造成嚴(yán)重的危害，吸入極少量的硫化氫就會造成短時(shí)間內(nèi)致命的嚴(yán)重后果，同時(shí)硫化氫對鋼質(zhì)材料有很強(qiáng)的腐蝕性。因此，簡要分析硫化氫的來源及性質(zhì)，介紹硫化氫的主要危害，簡述防治措施。

關(guān)鍵詞：油田;硫化氫;危害;防治

硫化氫是許多工業(yè)生產(chǎn)中的副產(chǎn)物。目前，有70多種職業(yè)會接觸到硫化氫。這些職業(yè)包括采礦、石油開采與提煉、皮革制造、橡膠合成、煤氣制取、人造纖維、造紙、染料、印染、制糖、食品加工等。做為油田企業(yè)，我國大多數(shù)的油氣田都一定程度的含有硫化氫，硫化氫對人員生命健康有著極大的危害，并且對油田環(huán)境和生產(chǎn)設(shè)備也會帶來嚴(yán)重的影響。隨著各油田之間的施工作業(yè)人員的流動性不變加大，面臨硫化氫的威脅增加。在生產(chǎn)過程中，如果不能很好的解決硫化氫的問題，將會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，包括對人身生命安全造成威脅，以及使油氣田減產(chǎn)，甚至停產(chǎn)。因此，為了保證石油生產(chǎn)的順利進(jìn)行，正確認(rèn)識硫化氫的性質(zhì)、來源及防護(hù)措施就顯得尤為重要。

1 硫化氫的理化特性

硫化氫是一種無色、劇毒、強(qiáng)酸性氣體。分子式H2S，分子量34.08，熔點(diǎn)-82.9℃，沸點(diǎn)-61.8℃，相對密度1.189（空氣=1），飽和蒸氣壓2026.5kPa（25.5℃），臨界溫度100.4℃，臨界壓力：9.01MPa，爆炸下限4.3%，爆炸上限45.5%，引燃溫度260℃，最小點(diǎn)火能0.077MJ，最大爆炸壓力0.490MPa，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高溫能引起燃燒爆炸。硫化氫比空氣重，容易在低洼處聚集，且不容易飄散。干燥的硫化氫不會腐蝕金屬，但易溶于水、甲醇、乙醇類和石油溶劑中，使溶液成酸性，從而能夠腐蝕大多數(shù)的金屬材質(zhì)。

2 硫化氫來源

硫化氫在硫酸鹽沉積儲層中比較常見，在油氣田開發(fā)過程中硫化氫的來源主要有：硫酸鹽儲層在高溫高壓的地層條件下經(jīng)還原反應(yīng)產(chǎn)生的硫化氫;原油中的某些含硫化合物遇熱分解所產(chǎn)生的硫化氫;從地殼深處運(yùn)移聚集到油氣儲層中的硫化氫;在鉆井過程中，有些含硫鉆井液在地層條件下發(fā)生熱分解或者在細(xì)菌的作用下而產(chǎn)生的硫化氫。

3 硫化氫的危害

3.1硫化氫對人的危害

硫化氫屬窒息性氣體，是一種強(qiáng)烈的神經(jīng)毒物。侵入人體的主要途徑是吸入，而且經(jīng)人體的黏膜吸收比皮膚吸收造成的中毒來的更快。硫化氫的急性毒作用靶器官和中毒機(jī)制可因其不同的濃度和接觸時(shí)間而異。濃度越高則中樞神經(jīng)抑制作用越明顯，濃度相對較低時(shí)粘膜刺激作用明顯。由于人的中樞神經(jīng)對缺氧最敏感，因而首先受到損害的就是人的中樞神經(jīng)。

當(dāng)硫化氫濃度在0.195mg/m3（0.13ppm）時(shí)會有明顯的令人討厭的氣味。達(dá)到6.9mg/m3（4.6ppm）時(shí)氣味顯而易見，隨著質(zhì)量濃度的增大，嗅覺就會疲勞，氣體不再通過氣味來辨別。當(dāng)硫化氫濃度在15mg/m3（10ppm）時(shí)會有令人討厭的氣味，同時(shí)眼睛可能受到刺激。當(dāng)硫化氫濃度在30mg/m3（20ppm）暴露1小時(shí)或更長時(shí)間后，眼睛的灼燒感，呼吸道受到刺激，

當(dāng)硫化氫濃度在75mg/m3（50ppm）時(shí)在其中暴露15分鐘或更長的時(shí)間后嗅覺就會喪失，如果超過1小時(shí)可能導(dǎo)致頭痛、頭暈和（或）搖晃。超過75mg/m3（50ppm）將會出現(xiàn)肺浮腫，也會對人的眼睛產(chǎn)生嚴(yán)重刺激或傷害。當(dāng)硫化氫濃度在150mg/m3（100ppm）時(shí)，暴露其中3-15分鐘就會出現(xiàn)咳嗽、眼睛受到刺激和喪失嗅覺狀況;5-20分鐘后，呼吸就會變樣，眼睛會疼痛，并昏昏欲睡;1小時(shí)后會刺激喉道，如果不撤離危險(xiǎn)區(qū)就會面臨失去生命的危險(xiǎn)。

當(dāng)硫化氫濃度在450mg/m3（300ppm）以上時(shí)暴露其中會產(chǎn)生明顯的結(jié)膜炎和呼吸道刺激，出現(xiàn)急性中毒，呼吸加快后呼吸麻痹而發(fā)生閃電型死亡。

3.2對設(shè)備損害

當(dāng)硫化氫遇水或是溶于水中時(shí)，可以發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H+、HS-、S2-等酸性離子使溶液呈酸性，在鉆井過程中會腐蝕鉆井金屬設(shè)備，在硫化氫含量、ph以及環(huán)境溫度不同的情況下，電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的產(chǎn)物也有所不同。另外，H+會滲入鋼制管道或壓力容器的金屬材料內(nèi)部，并積聚結(jié)合成H2，體積大幅增加，產(chǎn)生很高的壓力，造成金屬材料的塑性和強(qiáng)度降低，導(dǎo)致開裂和延遲性的脆性破壞，這類破壞往往從管道或壓力容器的內(nèi)壁開始發(fā)展，初期不易發(fā)現(xiàn)，破裂事故具有突發(fā)性，危害極大。此外，加速非金屬材料的老化。在油井作業(yè)施工、生產(chǎn)過程中大量采用橡膠、塑料、浸油石墨等非金屬材料，由于它們長時(shí)間與硫化氫接觸，橡膠會逐漸失去彈性甚至開裂、塑料會逐漸老化、浸油石墨的密封性能會逐漸下降。

3.3對環(huán)境污染

在石油鉆井工作中，硫化氫氣體的擴(kuò)散會對鉆井液產(chǎn)生一定的污染，鉆井液的ph降低，粘稠度增加，加大液體的流體損失，對鉆桿、鉆具等的腐蝕，會使其失效，造成鉆井事故。此外，硫化氫還會對大氣和水產(chǎn)生污染，被污染的大氣會呈現(xiàn)酸化趨勢，不僅是被人體吸入就會造成人體危害，融入水中的硫化氫氣體會和水發(fā)生反應(yīng)使水的ph降低，還會對水體生物及動植物造成危害。

4 硫化氫防護(hù)措施及對策

4.1.防止硫化氫中毒，消除硫化氫對職工的危害須從設(shè)計(jì)抓起。在新建、改建、擴(kuò)建工程項(xiàng)目時(shí)，必須將防止硫化氫中毒的設(shè)施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入使用，使作業(yè)環(huán)境中硫化氫濃度符合國家職業(yè)安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

4.2加強(qiáng)職業(yè)衛(wèi)生現(xiàn)場管理，根據(jù)GBZ158-2003《工作場所職業(yè)病危害警示標(biāo)識》，對可能發(fā)生硫化氫泄露的場所設(shè)置中文警示標(biāo)識，工作場所設(shè)置告知牌，裝置醒目位置設(shè)置風(fēng)向標(biāo);在硫化氫發(fā)生源多且集中，影響范圍較大時(shí)，應(yīng)在地面用紅色警示線標(biāo)示區(qū)域范圍。

4.3嚴(yán)加密閉，提供充分的局部排風(fēng)和全面排風(fēng)，在可能有泄漏硫化氫氣體的場所須按規(guī)定配置固定式硫化氫檢測報(bào)警器，操作崗位配置便攜式硫化氫氣體檢測報(bào)警儀。第一級報(bào)警值應(yīng)設(shè)置在閾限值[硫化氫含量為：15mg/m3（10ppm）]，第二級報(bào)警值應(yīng)設(shè)置在安全臨界濃度[硫化氫含量為30mg/m3（20ppm）]，第三級報(bào)警值應(yīng)設(shè)置在危險(xiǎn)臨界濃度[硫化氫含量為150mg/m3（100ppm）]。

4.4進(jìn)行硫化氫濃度檢測。除正常檢測頻次檢測外，在生產(chǎn)波動、有異味產(chǎn)生、有不明原因的人員昏倒及在隱患部位活動時(shí)，均應(yīng)及時(shí)檢測現(xiàn)場濃度，檢測時(shí)要佩戴正壓式空氣呼吸器。

4.5對進(jìn)入含硫化氫環(huán)境的人員（包括分包商員工）應(yīng)進(jìn)行硫化氫防護(hù)知識教育培訓(xùn)，并取得“硫化氫防護(hù)技術(shù)培訓(xùn)證書”。培訓(xùn)內(nèi)容包括有關(guān)硫化氫的理、化特性及防護(hù)知識、有關(guān)安全操作規(guī)程和作業(yè)管理規(guī)定、硫化氫檢測儀器及防護(hù)設(shè)備的使用和管理規(guī)定、作業(yè)區(qū)硫化氫的分布、急性硫化氫中毒急救措施等。

4.6加強(qiáng)個(gè)體防護(hù)，凡進(jìn)入可能存在硫化氫裝置區(qū)域的人員，必須正確使用和配戴好合適的硫化氫防護(hù)器具。對工作人員進(jìn)行現(xiàn)有防護(hù)設(shè)備的使用訓(xùn)練和防硫化氫演習(xí)。使每個(gè)人做到非常熟練地使用防護(hù)設(shè)備.達(dá)到在沒有燈光的條件下30秒內(nèi)正確佩戴正壓式空氣呼吸器。

4.7沒有戴上合適的正壓式空氣呼吸器，切記不要進(jìn)入硫化氫可能積聚的封閉地區(qū)。而且，只要離開安全區(qū)超過一胳膊遠(yuǎn)的距離，就應(yīng)戴上有救生繩的安全帶。而救生繩的另一端由安全區(qū)的人抓著，以便發(fā)生意外時(shí)，將其拉出危險(xiǎn)區(qū)。

4.8制定和實(shí)施行之有效的防止硫化氫中毒應(yīng)急救援預(yù)案，加強(qiáng)演練。防范硫化氫重點(diǎn)是防止中毒傷亡，在遇到意外時(shí)，應(yīng)立即展開救援，迅速組織現(xiàn)場人員撤離和急救。

4.9硫化氫監(jiān)測儀報(bào)警時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)配戴防護(hù)用具，檢查泄露點(diǎn)，及時(shí)上報(bào)。

綜上所述，油田生產(chǎn)中，硫化氫氣體的存在無論是對人員的生命健康還是生產(chǎn)設(shè)備都會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，只有充分認(rèn)識硫化氫氣體的危害性，充分了解其特性和分布規(guī)律，通過全員教育和工作前的風(fēng)險(xiǎn)識別，制定有效的應(yīng)急處置和反應(yīng)方案，才能減少硫化氫氣體的生成，降低硫化氫氣體的危害。油田硫化氫的防治是一項(xiàng)綜合性的課題，必須從油田的工藝方案選擇到人員教育等多方面來考慮，科學(xué)治理。

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