硫化氢防护安全技术分析

2016-05-26■周扬

水上消防 2016年2期

■ 周　扬

硫化氢防护安全技术分析

■ 周扬

摘要▼

硫化氢是高硫原油储运过程中常见的有毒有害气体，其毒性主要作用于人体中枢神经系统和呼吸系统，具有毒性大、发生中毒事故比例高等特点。以某油品储运公司高硫原油装火车作业为例，分析不同条件下高硫原油装火车作业罐口附近空气中硫化氢的含量数据，提出了高硫原油装火车作业中硫化氢防护要点。

关键词▼

高硫原油装火车；硫化氢防护；安全工程；作业操作要点

0　引言

我国进口原油中含硫量偏高，这些原油在运输、储存及加工过程中不可避免会产生各种硫及硫化物，由此带来的危害问题越来越突出。2003年我国某油田发生特大井喷事故，由于硫化氢中毒致243人死亡，引起各相关企业的高度重视，并逐步加强了一线硫化氢防护管理。

目前，硫化氢防护已成为相关企业职业健康管理最重要的工作之一。

1　高硫原油中的硫化氢

1.1原油中的硫

硫是原油的组成元素之一，不同原油的含硫量相差很大。通常将含硫量高于2.0%的原油称为高硫原油，低于0.5%的称为低硫原油，介于0.5%～2.0%的称为含硫原油。

硫在原油中的存在形态已经确定的有：单质硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩等类型的有机含硫化合物。原油中含硫化合物类型的分布见表1。表中数据表明：原油中单质硫含量很少，原油中硫化氢含量极少。

1.2硫化氢的毒性

硫化氢为无色、有臭鸡蛋味的气体，侵入人体的途径有经呼吸道吸入和经皮吸收。硫化氢为强烈的神经性毒物，对粘膜有强烈的刺激作用，高浓度时可直接抑制呼吸中枢，引起迅速窒息而死亡。长期接触低浓度的硫化氢，会引起神经衰弱及神经紊乱等症状。硫化氢浓度对人危害程度见表2。

表1　原油中含硫化合物类型的分布

1.3硫化氢的危险区域分级

硫化氢作业区域按照区域内硫化氢可能的最大浓度分为三级（见表3）。

表3　硫化氢危险区域分级

2　高硫原油中硫化氢的释放

2.1原油中的硫化物受热分解

硫化氢一般是由原油中的硫化物受热分解而产生的。如硫醇对热不稳定，低分子的硫醇在300 ℃下即分解生成硫醚和硫化氢，在温度高于400 ℃时，硫醇分解生成相应的烯烃和硫化氢。通常复杂的硫化物115 ℃～120 ℃开始分解成硫化氢，120 ℃～210 ℃比较强烈，在350 ℃达到最强烈的程度，元素硫在200 ℃～250 ℃与烃类反应也生成硫化氢。

2.2硫化氢挥发随温度变化规律

硫化氢沸点为-60.4℃。易溶于水和油，在20℃、1个大气压下，1体积的水可溶解2.9体积的硫化氢。标准大气压下水中硫化氢的饱和溶解度随温度变化规律见图1。由图可见，在一定压力下，液相中硫化氢的溶解度随温度的升高而降低。有关数据也表明，硫化氢在稠油中的含量随温度的升高而降低。

图1　标准大气压下水中硫化氢的饱和溶解度变化

高含硫原油储运过程中，硫化氢在挥发前期的挥发速率较快，峰值出现在挥发后约1～2 h内，此后随着挥发时间的增加，罐车内原油中残余硫化氢的浓度逐渐减小，挥发量也不断减少。硫化氢的挥发量与挥发速率随着外界环境温度的升高而增大。

因此，在夏季高温时段对高硫原油装车开始阶段要着重加强硫化氢的防护与实时监测，开盖后让气体释放一段时间检测合格后，再进行下一步操作，装车过程中要着重加强硫化氢的防护与人员的安全告知。

3　高硫原油装车作业硫化氢含量的测定与分析

3.1某油品储运公司装卸油品指标与测定仪器

某油品储运公司原油火车疏港中几种常见高硫油品及其相关指标见表4。检测仪器选用neotronics impulse XP气体探测仪。

3.2不同条件下罐口附近空气中硫化氢含量数据的测量

3.2.1在装卸稀释沥青时，离罐口不同距离，测得的硫化氢含量数据

上午10时至11时，温度17 ℃～19℃，风力3～5级，预装60 m3，剩余2 m3时，测得相关数据见表5。

表5数据说明，装卸稀释沥青时，离罐口越远，硫化氢浓度越低；在罐口上20 cm处测得的硫化氢浓度低于职业安全与健康标准中规定的8 h工作中可接受的最高峰值（50 ppm）。

3.2.2在装卸稀释沥青时，在上风向处与下风向处，测得的硫化氢含量数据

上午10点至11点，温度17 ℃～19℃，风力3～5级，预装60 m3，剩余2 m3时，测得相关数据见表6。

由表6数据可知：在装卸稀释沥青时，上风口处空气中的硫化氢浓度小于下风口处的硫化氢浓度。

3.2.3在装卸阿曼原油时，跟踪一个月进行硫化氢含量测定

环境：上午10时至11时，温度15 ℃～20℃。相关数据见表7。

由表7数据可知：在装卸阿曼原油时，罐口上方30 cm处的硫化氢浓度很低，基本低于《海洋石油作业硫化氢防护安全要求》中规定硫化氢的安全临界浓度，装完油静置5 min后罐口处空气中的硫化氢含量高于装油过程中罐口处空气中的硫化氢含量。

表4　几种常见高硫油品及其相关指标

表5　离罐口不同距离测得的硫化氢含量

表6　罐口硫化氢含量单位：mg/kg

表7　火车装油过程中和装完油后硫化氢含量对比

4　思考与建议

高硫原油对石油加工和储运设备具有强烈的腐蚀作用，同时在原油的接卸过程中也存在泄漏的风险，一旦在接卸、输转高含硫原油过程中发生大量泄漏或不合理排放，不仅将会造成人、畜中毒事故的发生，而且由于硫的腐蚀，还会导致金属储罐、金属管道腐蚀开裂，严重影响企业的安全生产。因此，加强对高含硫原油接卸、输转过程的风险控制尤为重要。

经过上述分析和长时间实践检验，高硫原油装火车作业中须重点关注以下要点：

1）高硫原油装车作业前须配备充足且可用的硫化氢检测仪器与防护器具。禁止任何人员不携带硫化氢检测仪器和不佩戴合适的防护器具进入可能发生硫化氢中毒的区域，禁止在有毒区内脱卸防毒用具。

2）高硫原油装火车作业须避开高温天气。

3）当站台环境硫化氢浓度超过10 ppm时，须使用防毒面具；当站台环境硫化氢浓度大于防毒面具可防护浓度上限时暂停作业，重新采取有效措施（如戴正压式呼吸器、充分通风检测浓度下降到合格浓度范围）后再进行作业。

4）现场作业人员一定要站在上风口处作业，在检车开盖、封盖和看液位时必须正确配戴防毒面具，严禁头部探入罐口。

5）火车罐车开盖时，先松动所有固定螺栓，让罐口气体释放几分钟，气体检测合格后，再进行其他操作。接近火车罐口进行作业操作时，面部距离罐口须至少保持30 cm的距离。

6）装车作业须按从下风向往上风向的方向装车，火车罐车封盖时须按从上风向往下风向的方向封盖。在火车线进行作业操作时须2人同时进行，一人操作，一人监护。

7）火车装车作业过程中，必须进行硫化氢浓度适时监测并进行记录。

8）火车罐车充装完成后要将油品静置5 min以上才能进行取样、计量、查看液位、提鹤管或者封盖等作业活动。

9）佩戴防毒面具一段时间后，若闻到硫化氢气味必须立即到安全区域更换新的滤毒盒。

10）作业现场人员劳保穿戴、通讯设备须配备齐全。