硫化氢气体的性质与危害

硫化氢防护江苏油田职工培训处硫化氢气体的性质与危害•石油勘探开发作业过程中不可避免地会遇到硫化氢气体。硫化氢的存在不仅威胁着人们的生命安全，而且还会造成严重的环境污染。同时，它对金属设备、工具也会造成严重的破坏。•例如，2003年12月23日，重庆开县罗家16H井发生硫化氢气体井喷，造成243人硫化氢中毒死亡，直接经济损失2亿6千万元。•2003年12月23日，重庆东北角的开县一片祥和宁静，人们沉浸在辞旧迎新的憧憬中，不少农民已经准备杀年猪。但是，夜幕降临后，这个岁末的星期二却忽然变得面目狰狞，成了147万开县人刻骨铭心的日子。•晚上9点15分左右，中石油川东北气矿突然发生特大井喷事故，来势特别凶猛，富含硫化氢的气体从井眼喷出达30米，在夜空发出恐怖的嚣叫声，高于正常值6000倍的“毒气”——硫化氢如同一个从地下释放的魔鬼，迅速向四周扩散，扑向睡梦中的村庄、集镇。截至1月4号晚上10时，事故已经造成243人罹难，事故受伤人员中尚有396人正在住院接受治疗，其中危重病人还有27人。另有4000多人受伤，6万多人被疏散转移，9.3万多人受灾。•这是我国石油行业类似事故伤亡人数最多的一次。典型事故现场•重庆井喷受硫化氢伤害的儿童武警在掩埋动物尸体搜寻遗体痛失亲人•2004年1月10日，重庆警方将涉嫌重大责任事故罪的四川石油管理局钻采工艺研究院定向井服务中心原工程师王建东，四川石油管理局川东钻探公司钻井二公司12队原技术员宋涛，四川石油管理局川东钻探公司钻井队原副司钻向一明等3人逮捕，又依据相关法律对负有直接责任的四川石油管理局川东石油钻探公司原副经理总工程师公司应急指挥中心主任吴华，四川石油管理局川东钻探公司钻井二公司12队原队长吴斌等3名疑犯逮捕。•同年9月4日，重庆市第二中级人民法院对“12.23”开县井喷特大事故案进行一审宣判，6名被告人均犯重大责任事故罪被判刑。•获刑最重的是四川石油管理局川东钻探公司钻井二公司12队队长吴斌，被判有期徒刑6年；获刑最轻的是四川石油管理局川东钻探公司地质服务公司录井四小队录井工肖先素，被判有期徒刑三年，缓刑四年。重庆第二中级人民法院开庭审理“12·23”井喷事故犯罪嫌疑人“12.23”井喷事故责任追究国务院常务会议同意接受马富才辞去中国石油天然气集团公司总经理职务的请求；另外，中共中央批准马富才引咎辞去中共中国石油天然气集团公司党组书记职务。•石油天然气中的硫化氢气体是客观存在的，但是只要掌握了它的特性，有一套完整的硫化氢防护措施和管理制度，硫化氢对人的危害是完全可以避免的。•对含硫天然气还可以进行脱硫处理，从硫化氢气体中回收硫黄，作为硫酸、造纸等工业的重要原料。•因此，为确保人身和设备安全，杜绝硫化氢中毒和井下设备事故的发生，必须了解、认识和掌握硫化氢气体的危害、防护等基本知识。•按照硫化氢防护培训要求，我们首先对硫化氢的性质做一学习和讨论。•课程目录•什么是硫化氢•硫化氢的特性•硫化氢的用途•硫化氢的来源•硫化氢的含量•硫化氢的暴露极限•不同浓度硫化氢对人体的影响•硫化氢监测报警仪设置•硫化氢对人体的危害•硫化氢对金属、非金属的腐蚀•硫化氢对钻井液的污染硫化氢防护•硫化氢（H2S）气体分子是由两个氢原子和一个硫原子组成，它是一种剧毒、无色(透明)，比空气重的气体。它的分子量为34.08。•低含量硫化氢具有一种类似臭鸡蛋的讨厌气味。高含量时嗅觉神经很快被麻痹，无气味，难发觉，因此，此时人很容易中毒而导致死亡。•因此，绝对不能单凭闻气味来检测硫化氢的存在与否。一、什么是硫化氢硫化氢防护和水相似，成等腰三角形S—H键长134pm,键角为92度极性分子极性比水弱分子之间氢键结合的倾向很小二、硫化氢特性硫化氢的毒性几乎与氰化物的毒性相同，较一氧化碳的毒性大5~6倍。全世界每年都有人因硫化氢中毒而死亡，硫化氢已成为职业中毒杀手。在我国，因硫化氢中毒而死亡的人数仅次于一氧化碳，占据第二位。为了预防硫化氢中毒事故的发生，首先要了解这种气体的物理化学性质，也只有了解了硫化氢的物理化学性质，才能避免因直接与之接触而受到伤害。估计全世界每年进入大气的硫化氢约为1*108T，人为产生的硫化氢每年约为3*106T，主要由有机物腐败生成。硫化氢物理化学性质颜色气味密度爆炸极限可燃性可溶性沸点1、颜色：硫化氢是无色、剧毒的酸性气体，人的肉眼看不见．2、气味：硫化氢有一种特殊的令人讨厌的臭鸡蛋味，即使是在其浓度较低时，也可以损伤人的嗅觉。硫化氢防护可以用鼻子检测硫化氢的存在吗？3、密度：硫化氢是一种比空气重的气体，其相对密度为1.189．(15℃,1atm)如果你处在可能有硫化氢的地方，你应该怎样做好自我防护？你还知道其他的酸性气体吗？4、爆炸极限：硫化氢气体与空气或氧气混合，就会爆炸（4.3％～46％）天然气：5%～15%站在上风方向，背离井口方向，站在地势较高处工作．如果混合气体浓度超过了爆炸极限的上限，遇明火会有怎样的现象发生？对于可燃气体（如蒸汽，粉尘，天燃气等）而言，爆炸下限越低，则这种气体越危险．在有硫化氢存在的作业现场应配备硫化氢测报仪。5、可燃性：硫化氢气体的热稳定性很好，在1700℃时才能分解。完全干燥的硫化氢在室温下不与空气中氧气发生反应，但点火后能在空气中燃烧，在钻井、井下作业放喷时燃烧的燃烧率仅为86%左右。硫化氢燃烧时产生蓝色火焰，并产生有毒的二氧化硫气体，二氧化硫气体会损伤人的眼睛和肺。既然二氧化硫也有毒性，为何井喷后要点火？在空气充足时，硫化氢与氧气发生化学反应，2H2S+3O2=2SO2+2H2O若空气不足或温度较低时，生成游离态的硫和水2H2S+O2=2S+2H2O这表明硫化氢气体在高温下具有一定的还原性。硫化氢防护6、可溶性：硫化氢气体能在水、乙醇、甘油中溶解，在20℃时1体积水能溶解2.６体积的硫化氢（常温常压下1:2.6），生成的水溶液称为氢硫酸，浓度为0.1M。氢硫酸具还原性：易被空气中的氧气氧化而析出硫，使溶液变浑浊。氢硫酸具氧化性：2H2S+O2=2S+2H2OH2S+Zn=ZnS+H2你认为泥浆中会存在硫化氢气体吗？硫化氢能在液体中溶解，这就意味着它能存在于某些存放液体（包括水、油、乳液、污水）的容器中。硫化氢的溶解度与温度、气压有关。只要条件适当，轻轻振动含有硫化氢的液体，可使硫化氢气体挥发到大气中。振动筛7、沸点：液态的硫化氢的沸点很低，通常看到的是气态的硫化氢,其沸点为－60.2℃，熔点为－82.9℃。小结•通过硫化氢的7种物理化学性质，我们对这种气体有了大致的了解。为了避免硫化氢气体中毒，我们应熟记其下列特性：①硫化氢为剧毒气体，具有致命性。②硫化氢为无色气体，不能用眼睛来识别。③硫化氢比空气重，通常聚集于低洼地带。④硫化氢容易被风或气流驱散。⑤硫化氢燃烧时有蓝色火焰，生成二氧化硫，二氧化硫也是是一种有毒气体。⑥硫化氢的臭鸡蛋气味仅在其含量低时能闻到，并且会很快扼杀人的嗅觉，千万不能靠嗅觉检测硫化氢是否存在。⑦硫化氢比一氧化碳更致命，其毒性几乎与氰化物形同。•简单应急防护：•硫化氢毒性极大，但硫化氢比空气重(相对密度为1.189)，且极易溶于水而形成氢硫酸。故地势低处危险性比高处大;下风向硫化氢浓度大，上风向则浓度低。在突发事故中用湿毛巾等捂嘴鼻、透明塑料扪住眼睛，向高处避毒、向上风向撤离等，均可避免或减轻伤亡。工作中养成良好习惯，有助于避免或减轻伤害①养成随时看风向标的好习惯（夜视光带）②知道应急通道或安全区③知道正压式空气呼吸器存放地点，会使用正压式空气呼吸器，无光30秒三、硫化氢的用途:•从“１２.２３”后，人们对天然气更加关注了．天然气不但含有有用的成分，也含有有毒有害的成分。比如硫化氢就是有毒有害的成分。人们日常使用的天然气并非原始天然气，而是经过净化处理工艺的，能够闻到的气味，也是为了防止漏气而人工添加的臭味剂，以防止天然气与空气混合达到爆炸极限引起火灾爆炸事故。天然气一般要进行脱硫工艺，现在，已经有成熟的方法回收硫化氢，用以生产硫酸或工业硫磺。•法国的拉克气田，天然气原始储量在5500亿方，从上世纪开始，采用从天然气中脱硫工艺，使得法国成为世界第三大硫磺生产国。•迄今为止我国规模最大、丰度最高的特大型整装海相气田——宣汉普光气田，到2008年预计探明储量将达到5000亿立方米至5500亿立方米，年产能将达到120亿立方米净化气。•龙岗气田有望成为中国最大气田有关人士预测：该气田储量是宣汉普光气田的3至4倍。四、硫化氢的来源硫化氢防护•明确硫化氢的物理化学性质，有助于发现硫化氢的存在场所。而确切了解硫化氢在石油天然气勘探开发特殊场所的具体位置，则更有益处。硫化氢不仅仅存在于石油工业的各个环节，如钻井、井下作业、采油采气、油气集输、炼油等，而且存在于其他许多工作场所。•硫化氢是有机质腐烂后的自然产物，因而其在各式各样的有机质存放场所中也会存在；硫化氢常为生产中产生的废气，一般在某些化学反应或蛋白质自然分解过程中产生，因而存在于多种生产过程及自然界中。•如渔民的船舱中、煤的低温焦化、含硫石油的开采和提炼、橡胶、人造丝、皮革、鞣革、硫化染料、甜菜制糖、动物胶等工业中都有硫化氢生成；开挖整治沼泽地、沟渠、水井、下水道、潜涵、隧道以及清除垃圾、污物、粪便等作业过程中，也常遇到硫化氢气体。案例2007年6月22日上午，3名环保工人在上海市虹桥路哈密路口一污水泵站井道里清淤时，因硫化氢中毒，跌入井中身亡。据检测，当时污水泵站内的硫化氢含量严重超标。几名消防特勤人员身穿防化服，准备进入污水泵站井道营救中毒工人救援人员在发生硫化氢中毒事故的污水泵站内设法营救中毒工人乌鲁木齐市排水管理处的4名工人，在没有带防毒面具的情况下进行窨井井下疏通作业，导致硫化氢中毒。据了解，4人中，三人死亡，一人抢救。图为消防人员将中毒者从井下救出。案例•8月11日上午9时许，河南省孟津县麻屯镇后楼村一家庭化工作坊发生硫化氢（H2S）泄露事故，现场干活的5人全部中毒倒地，其中2人死亡，3人被送往医院抢救。•据了解，这家作坊是村民陈某在自家后院内非法建造的，当日才刚刚开始试生产。陈某本人已在事故中死亡。事故发生后，洛阳市和孟津县的公安、卫生、环保、消防、劳动安全监察等部门立即赶赴事发现场，对周边约0.5平方公里范围进行调查和控制。案例•9月1日下午4时，宝应县广洋湖镇健宝有限公司清理储藏池发生了一起硫化氢中毒较大生产安全事故，死亡7人，重伤2人。南京六合一化工厂检修设备硫化氢呛死三人•7日下午4点50分许，位于南京六合区长芦街道陆营村的南京龙溪化工有限公司，在停产检修增白剂车间3号硫化釜过程中，发生一起硫化氢中毒事故，导致两名机修工和一名操作工当场中毒。该公司发现后迅速将3人送往江北人民医院救治，但因吸入过多硫化氢气体，抢救无效身亡。•目前，世界上共有70多种职业有可能接触到硫化氢气体。从事以上作业的人员要注意预防硫化氢中毒。1、硫化氢的形成•关于硫化氢的形成机理，国内外有许多研究成果。归纳起来，目前提出的硫化氢成因主要有3大类型，即生物化学成因、热化学成因及岩浆成因。•最新科研成果指出：地层中硫化氢的形成与石膏的存在、温度、地层厚度、地层孔隙度、天然气组分等因素有关。温度高于130℃、地层厚度大、孔隙发育、天然气是干气的情况下容易形成硫化氢。（1）生物化学成因•生物体内普遍含硫。它们的代谢和降解产物中，有脂肪族含硫化合物（如硫醇）、芳香族含硫化合物（磺酸）、含硫的氨基酸（蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸），还有硫化氢和硫。生物死亡后，生物体内的硫和含硫有机化合物与沉积物一起被埋入地下，进一步接受水解、氧化、细菌降解等各种复杂的化学和生化作用的改造，伴有硫化氢生成。•由于这些过程一般发生在地表或浅层沉积物中，因此硫化氢难以保存下来。而在地层深处得以保存的含硫有机化合物、硫酸盐和硫，则为以后硫化氢的形成准备了物质条件。（2）热化学成因•随着埋深和地温的增加，在生成硫化氢的化学反应中，包括不稳定含硫有机化合物的热化学分解和硫酸盐的热化学还原，起主导作用的已不再是细菌，而是温度。这是天然气中硫化