降服硫化氫

○文/本刊記者 孫巖冰

●通過(guò)3000名科技工作者的齊心協(xié)力，“殺手”硫化氫被一舉降服

攝影/馬洪山 胡慶明

如果任其肆虐，硫化氫會(huì)舉起死亡之鐮，殘酷地收割生命。但如果處置得當(dāng)，它同樣可以為人類效力。中國(guó)石化就成功地將劇毒硫化氫化害為寶。

普光氣田有些強(qiáng)悍的設(shè)備。火苗能射出200米遠(yuǎn)的柴油點(diǎn)火機(jī)；和殲五戰(zhàn)斗機(jī)一樣發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)風(fēng)機(jī)；超過(guò)白宮的監(jiān)控密度——這不是一場(chǎng)戰(zhàn)役，卻勝似一場(chǎng)戰(zhàn)役。這一切，都是為了對(duì)付高濃度硫化氫。

在普光，降服硫化氫的意義，就是打開(kāi)了所有海相氣田的大門。

“殺手”硫化氫

散發(fā)著一股臭雞蛋味道的硫化氫，是一種令人討厭的氣體，但這僅限于濃度極低的情況下。濃度達(dá)到100 ppm時(shí)，它會(huì)摧毀你的嗅覺(jué)。

等達(dá)到1000 ppm時(shí)，它不再令人討厭，而是令人生畏，甚至你都來(lái)不及對(duì)其有情緒上的反應(yīng)。因?yàn)榇藭r(shí)，硫化氫可以秒殺身處其中的幾乎所有動(dòng)物——包括人。

普光氣田的工作者，面對(duì)的硫化氫濃度是15萬(wàn)ppm。

硫化氫可能躲在排污管道，化工裝置，甚至未能及時(shí)清理腐爛魚蝦的船艙內(nèi)……事實(shí)上，每年被硫化氫奪走生命的人都不在少數(shù)。而發(fā)生這些慘烈事故的現(xiàn)場(chǎng)硫化氫濃度，和15萬(wàn)ppm根本不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上。

15萬(wàn)ppm，有多可怕？！

開(kāi)發(fā)這樣的高含硫氣田，安全風(fēng)險(xiǎn)極高。一次小的事故，就可能帶來(lái)災(zāi)難性的后果。普光安全控制管理，要求必須像神九飛船與天宮對(duì)接一樣精確無(wú)誤。

普光氣田剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)建設(shè)時(shí)，發(fā)生在重慶開(kāi)縣的硫化氫泄漏事故，剛剛過(guò)去一年多的時(shí)間。事故發(fā)生地距普光只有70公里遠(yuǎn)。這次事故一次致200多人死亡，幾乎所有的罹難者都是瞬間死亡。

普光氣田地處川東北的崇山峻嶺之中，地形復(fù)雜。在鉆井、投產(chǎn)及生產(chǎn)過(guò)程中高含硫天然氣一旦泄漏，救援十分困難，極易發(fā)生人員傷亡等特大事故。因此， 必須攻克高含硫氣田安全控制難題，確保普光氣田的安全開(kāi)發(fā)。

零容忍

道高一尺，魔高一丈。

在普光，“魔”是高壓地層中劇毒的硫化氫，“道”則是川氣東送工程運(yùn)行的井控管理體系。

建設(shè)伊始，普光就用科學(xué)數(shù)據(jù)與硫化氫隔出安全的距離。

在井場(chǎng)設(shè)計(jì)上，井口距高壓線及其他永久性設(shè)施距離大于80米，距民宅大于300米；井場(chǎng)周圍500米內(nèi)無(wú)學(xué)校、醫(yī)院和大型油庫(kù)設(shè)施和場(chǎng)所；井場(chǎng)設(shè)置風(fēng)向標(biāo)、井口安裝機(jī)械通風(fēng)設(shè)備及二氧化硫探測(cè)儀。

在工程設(shè)計(jì)上，采用“雙+雙”防噴器組合，提高防噴器級(jí)別；表層套管設(shè)計(jì)下深均大于700米；鉆井液密度安全附加值取上限0.15；現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)備大于井筒容積兩倍的高密度鉆井液，儲(chǔ)備加重劑不少于500噸。

這只是其中的一部分。普光氣田自主創(chuàng)新的特大型高含硫氣田安全控制技術(shù)，以 “零缺陷、零容忍”為管控理念，為安全開(kāi)發(fā)建立了四道“門閂”，形成了“技術(shù)設(shè)計(jì)無(wú)缺失、監(jiān)測(cè)控制無(wú)缺位、培訓(xùn)演練無(wú)缺員、應(yīng)急救援無(wú)缺憾”的安全控制鏈，對(duì)氣田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)實(shí)行全過(guò)程、全方位、全天候安全監(jiān)控管理。

普光氣田開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了鉆井“噴不出”、作業(yè)“堵得住”、生產(chǎn)“不泄漏”、監(jiān)測(cè)“測(cè)得準(zhǔn)”、關(guān)斷“關(guān)得嚴(yán)”、救援“反應(yīng)快”。普光氣田開(kāi)發(fā)建設(shè)的幾年間，鉆井施工、投產(chǎn)作業(yè)零事故；天然氣集輸站場(chǎng)、管道、凈化廠泄漏監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率100%。

不同濃度硫化氫對(duì)人體的危害程度

安插在現(xiàn)場(chǎng)的耳目

4110。這是普光安置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控設(shè)備總數(shù)。這還不算進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的人員隨著攜帶的報(bào)警儀。

硫化氫檢測(cè)儀1466個(gè)，可燃?xì)怏w檢測(cè)儀509個(gè)，感溫感煙探測(cè)器1153個(gè)，腐蝕監(jiān)測(cè)儀568個(gè)，視頻攝像頭414個(gè)……如果要問(wèn)世界上監(jiān)控最密集的地方在哪里？普光氣田算一個(gè)。

這些遍布現(xiàn)場(chǎng)的耳目，能在發(fā)生泄漏和火災(zāi)時(shí)將檢測(cè)報(bào)警信號(hào)即時(shí)上傳。值班人員可通過(guò)視頻監(jiān)控或現(xiàn)場(chǎng)查看進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)，迅速采取相應(yīng)級(jí)別的控制措施。

針對(duì)可能危及氣田安全生產(chǎn)的各種突發(fā)情況，普光氣田準(zhǔn)備了高度智能化的“四級(jí)關(guān)斷體系”。一旦氣田某個(gè)生產(chǎn)區(qū)域出現(xiàn)異常情況，“四級(jí)關(guān)斷體系”能自動(dòng)判斷，迅速反應(yīng)，完成“全氣田關(guān)斷、支線關(guān)斷、單站關(guān)斷、單井關(guān)斷”的四級(jí)關(guān)斷，確保氣田生產(chǎn)的絕對(duì)安全。

普光氣田經(jīng)歷的一次“險(xiǎn)情”，真實(shí)驗(yàn)證了這套關(guān)斷體系的可靠性。

當(dāng)時(shí)，一次強(qiáng)烈的雷電導(dǎo)致供電線路閃停，凈化廠運(yùn)行的部分設(shè)備失去了動(dòng)力。就在這一意外情況出現(xiàn)的瞬間，氣田的四級(jí)關(guān)斷系統(tǒng)緊急啟動(dòng)，第一時(shí)間切斷高含硫天然氣來(lái)源，避免了事態(tài)蔓延。

針對(duì)復(fù)雜山地特點(diǎn)，研發(fā)成功特種救援坦克、移動(dòng)衛(wèi)星通信指揮系統(tǒng)等應(yīng)急救援裝備，建立了覆蓋全氣田的企地聯(lián)動(dòng)緊急疏散與應(yīng)急救援體系，定期演練，確保了及時(shí)疏散與快速救援。

安全守護(hù)神

2007年4月28日10時(shí)，位于四川宣漢縣普光鎮(zhèn)千河村境內(nèi)的普光201井發(fā)生“事故”，“有害氣體”向四周擴(kuò)散。

當(dāng)班人員立即發(fā)出三短一長(zhǎng)硫化氫及溢流報(bào)警信號(hào)，70623鉆井隊(duì)立即向中原油田西南工委和普光鎮(zhèn)政府報(bào)警。

企業(yè)與政府的聯(lián)動(dòng)應(yīng)急預(yù)案立即啟動(dòng)。井隊(duì)人員迅速佩戴呼吸器實(shí)施搶險(xiǎn)，部分人員向逆風(fēng)方向撤離，鎮(zhèn)政府組織500米范圍內(nèi)的村民緊急疏散，交通管制、醫(yī)療救護(hù)、應(yīng)急救援隊(duì)伍迅速開(kāi)展搶險(xiǎn)工作……

這是一次例行的企地應(yīng)急演練。這種不同規(guī)模的應(yīng)急演練舉辦過(guò)多次，大大提高了企地雙方的應(yīng)對(duì)能力。

普光氣田地處宣漢縣普光鎮(zhèn)，人口密集，地形復(fù)雜。為了提高風(fēng)險(xiǎn)防范能力，普光氣田逐步完善形成了“橫向到邊，縱向到底”的應(yīng)急預(yù)案體系，實(shí)現(xiàn)了“一點(diǎn)一案、一事一案”。

普光氣田經(jīng)過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)摸索出的“高含硫天然氣泄漏復(fù)雜山地?cái)U(kuò)散數(shù)值模型”，通過(guò)對(duì)不同生產(chǎn)區(qū)域的安全防護(hù)距離進(jìn)行科學(xué)測(cè)算和優(yōu)化，將臨管道100米、井站300米、凈化廠800米范圍劃定為危險(xiǎn)區(qū)域，組織居民搬遷撤離。

應(yīng)用這套數(shù)值模型，氣田同時(shí)還劃定在站場(chǎng)、輸氣管道沿線1.5公里，凈化廠圍墻外2公里區(qū)域內(nèi)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊安裝廣播點(diǎn)，共設(shè)置9個(gè)基站387個(gè)廣播點(diǎn)，預(yù)警范圍覆蓋了氣田周邊8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的8萬(wàn)余人口。

●化害為寶，硫化氫化身硫黃。 攝影/馬洪山

普光應(yīng)急救援中心和元壩應(yīng)急救援中心配備了150名專業(yè)優(yōu)秀救援人員，配有消防坦克、強(qiáng)風(fēng)搶險(xiǎn)車等各種救援車輛，器材1595套，可處理工區(qū)內(nèi)各種復(fù)雜應(yīng)急救援事故。

其中搶險(xiǎn)強(qiáng)風(fēng)車最大排風(fēng)量達(dá)到22萬(wàn)立方米/小時(shí)，可吹散沉積二氧化硫，降低、稀釋二氧化硫濃度，實(shí)施水霧滅火、除塵等，消防坦克可載水2立方米、泡沫2立方米。

死神變財(cái)神

如果任其肆虐，硫化氫會(huì)舉起死亡之鐮，殘酷地收割生命。但如果處置得當(dāng)，它同樣可以為人類效力。

中國(guó)石化就成功地將劇毒硫化氫化害為寶。

要把高含硫化氫的天然氣變成清潔能源，必須進(jìn)行凈化處理。普光天然氣凈化廠就承擔(dān)著凈化處理天然氣的重要使命。

普光天然氣凈化廠建成之前，國(guó)內(nèi)天然氣凈化廠規(guī)模小于30億立方米/年，天然氣含硫量低于10%。而普光氣田產(chǎn)出的天然氣，硫化氫含量高達(dá)15%，二氧化碳含量高達(dá)8%，集劇毒與強(qiáng)腐蝕性于一體。這種大型系列脫硫裝置建設(shè)，在我國(guó)沒(méi)有先例。

針對(duì)普光天然氣所含的高濃度硫化氫和二氧化碳，中國(guó)石化與科研院所合作，完成了我國(guó)第一套大型天然氣凈化裝置的工程設(shè)計(jì)，使我國(guó)大型高酸脫硫凈化工藝設(shè)計(jì)水平達(dá)到世界先進(jìn)水平。

為建成這座年處理能力120億立方米的天然氣凈化廠，工程建設(shè)者動(dòng)用了7984噸炸藥、563萬(wàn)個(gè)雷管，開(kāi)山平地215公頃，搬走8座山峰，改道1條河流，累計(jì)挖、填土石方4403萬(wàn)立方米。

經(jīng)過(guò)凈化環(huán)節(jié)之后，含有劇毒硫化氫天然氣的“秉性”變了，殺氣不再，財(cái)氣漸生。目前，普光氣田一年可生產(chǎn)210萬(wàn)噸硫黃，占我國(guó)硫黃產(chǎn)量的45%。

一年生產(chǎn)210萬(wàn)噸硫黃，這個(gè)生產(chǎn)規(guī)模居世界第二、亞洲第一。

如此之大的產(chǎn)量，儲(chǔ)存、外運(yùn)都是關(guān)鍵問(wèn)題。如果采用傳統(tǒng)的皮帶輸送、自動(dòng)包裝碼垛、袋裝儲(chǔ)存方式，需要4000平方米的庫(kù)棚16座及一定面積的堆場(chǎng)，叉車幾十臺(tái)，每天還需要消耗20多萬(wàn)只編織袋。

中國(guó)石化組織開(kāi)展大型硫黃成型系統(tǒng)和運(yùn)輸方案的工程研究，形成了一套專業(yè)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化。

開(kāi)發(fā)利用圓形料場(chǎng)儲(chǔ)存、定量裝車樓裝入列車，實(shí)現(xiàn)了輸送、儲(chǔ)存散裝硫黃的機(jī)械化流水作業(yè)，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，對(duì)我國(guó)有關(guān)硫黃的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)工程建設(shè)設(shè)計(jì)具有普遍指導(dǎo)意義。