硫化氫防護(hù)安全技術(shù)分析

■ 周　揚(yáng)

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硫化氫防護(hù)安全技術(shù)分析

■ 周揚(yáng)

摘 要▼

硫化氫是高硫原油儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中常見(jiàn)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(diǎn)。以某油品儲(chǔ)運(yùn)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(hù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞▼

高硫原油裝火車；硫化氫防護(hù)；安全工程；作業(yè)操作要點(diǎn)

0　引 言

我國(guó)進(jìn)口原油中含硫量偏高，這些原油在運(yùn)輸、儲(chǔ)存及加工過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生各種硫及硫化物，由此帶來(lái)的危害問(wèn)題越來(lái)越突出。2003年我國(guó)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(qiáng)了一線硫化氫防護(hù)管理。

目前，硫化氫防護(hù)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：?jiǎn)钨|(zhì)硫、硫化氫、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等類型的有機(jī)含硫化合物。原油中含硫化合物類型的分布見(jiàn)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(wú)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(qiáng)烈的神經(jīng)性毒物，對(duì)粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用，高濃度時(shí)可直接抑制呼吸中樞，引起迅速窒息而死亡。長(zhǎng)期接觸低濃度的硫化氫，會(huì)引起神經(jīng)衰弱及神經(jīng)紊亂等癥狀。硫化氫濃度對(duì)人危害程度見(jiàn)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(xiǎn)區(qū)域分級(jí)

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(jí)（見(jiàn)表3）。

表3　硫化氫危險(xiǎn)區(qū)域分級(jí)

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(duì)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(shí)，硫醇分解生成相應(yīng)的烯烴和硫化氫。通常復(fù)雜的硫化物115 ℃～120 ℃開(kāi)始分解成硫化氫，120 ℃～210 ℃比較強(qiáng)烈，在350 ℃達(dá)到最強(qiáng)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(diǎn)為-60.4℃。易溶于水和油，在20℃、1個(gè)大氣壓下，1體積的水可溶解2.9體積的硫化氫。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水中硫化氫的飽和溶解度隨溫度變化規(guī)律見(jiàn)圖1。由圖可見(jiàn)，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(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水中硫化氫的飽和溶解度變化

高含硫原油儲(chǔ)運(yùn)過(guò)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(shí)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(shí)段對(duì)高硫原油裝車開(kāi)始階段要著重加強(qiáng)硫化氫的防護(hù)與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，開(kāi)蓋后讓氣體釋放一段時(shí)間檢測(cè)合格后，再進(jìn)行下一步操作，裝車過(guò)程中要著重加強(qiáng)硫化氫的防護(hù)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(cè)定與分析

3.1某油品儲(chǔ)運(yùn)公司裝卸油品指標(biāo)與測(cè)定儀器

某油品儲(chǔ)運(yùn)公司原油火車疏港中幾種常見(jiàn)高硫油品及其相關(guān)指標(biāo)見(jiàn)表4。檢測(cè)儀器選用neotronics impulse XP氣體探測(cè)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(cè)量

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

上午10時(shí)至11時(shí)，溫度17 ℃～19℃，風(fēng)力3～5級(jí)，預(yù)裝60 m3，剩余2 m3時(shí)，測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表5。

表5數(shù)據(jù)說(shuō)明，裝卸稀釋瀝青時(shí)，離罐口越遠(yuǎn)，硫化氫濃度越低；在罐口上20 cm處測(cè)得的硫化氫濃度低于職業(yè)安全與健康標(biāo)準(zhǔn)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(shí)，在上風(fēng)向處與下風(fēng)向處，測(cè)得的硫化氫含量數(shù)據(jù)

上午10點(diǎn)至11點(diǎn)，溫度17 ℃～19℃，風(fēng)力3～5級(jí)，預(yù)裝60 m3，剩余2 m3時(shí)，測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

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

3.2.3在裝卸阿曼原油時(shí)，跟蹤一個(gè)月進(jìn)行硫化氫含量測(cè)定

環(huán)境：上午10時(shí)至11時(shí)，溫度15 ℃～20℃。相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。

由表7數(shù)據(jù)可知：在裝卸阿曼原油時(shí)，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(hù)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(guò)程中罐口處空氣中的硫化氫含量。

表4　幾種常見(jiàn)高硫油品及其相關(guān)指標(biāo)

表5　離罐口不同距離測(cè)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(guò)程中和裝完油后硫化氫含量對(duì)比

4　思考與建議

高硫原油對(duì)石油加工和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，同時(shí)在原油的接卸過(guò)程中也存在泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，一旦在接卸、輸轉(zhuǎn)高含硫原油過(guò)程中發(fā)生大量泄漏或不合理排放，不僅將會(huì)造成人、畜中毒事故的發(fā)生，而且由于硫的腐蝕，還會(huì)導(dǎo)致金屬儲(chǔ)罐、金屬管道腐蝕開(kāi)裂，嚴(yán)重影響企業(yè)的安全生產(chǎn)。因此，加強(qiáng)對(duì)高含硫原油接卸、 輸轉(zhuǎn)過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)控制尤為重要。

經(jīng)過(guò)上述分析和長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐檢驗(yàn)，高硫原油裝火車作業(yè)中須重點(diǎn)關(guān)注以下要點(diǎn)：

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(cè)儀器與防護(hù)器具。禁止任何人員不攜帶硫化氫檢測(cè)儀器和不佩戴合適的防護(hù)器具進(jìn)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(kāi)高溫天氣。

3）當(dāng)站臺(tái)環(huán)境硫化氫濃度超過(guò)10 ppm時(shí)，須使用防毒面具；當(dāng)站臺(tái)環(huán)境硫化氫濃度大于防毒面具可防護(hù)濃度上限時(shí)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(fēng)檢測(cè)濃度下降到合格濃度范圍）后再進(jìn)行作業(yè)。

4）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員一定要站在上風(fēng)口處作業(yè)，在檢車開(kāi)蓋、封蓋和看液位時(shí)必須正確配戴防毒面具，嚴(yán)禁頭部探入罐口。

5）火車罐車開(kāi)蓋時(shí)，先松動(dòng)所有固定螺栓，讓罐口氣體釋放幾分鐘，氣體檢測(cè)合格后，再進(jìn)行其他操作。接近火車罐口進(jìn)行作業(yè)操作時(shí)，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(fēng)向往上風(fēng)向的方向裝車，火車罐車封蓋時(shí)須按從上風(fēng)向往下風(fēng)向的方向封蓋。在火車線進(jìn)行作業(yè)操作時(shí)須2人同時(shí)進(jìn)行，一人操作，一人監(jiān)護(hù)。

7）火車裝車作業(yè)過(guò)程中，必須進(jìn)行硫化氫濃度適時(shí)監(jiān)測(cè)并進(jìn)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(jìn)行取樣、計(jì)量、查看液位、提鶴管或者封蓋等作業(yè)活動(dòng)。

9）佩戴防毒面具一段時(shí)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(chǎng)人員勞保穿戴、通訊設(shè)備須配備齊全。

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