硫化氢的防护技术
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1. 选用抗硫化氢材料
抗硫化氢材料主要是指对硫化氢应力腐蚀开裂和氢损伤有一定抗力或对这种开裂不敏感的材料。同时采用低硬度(强度)和完全淬火+回火处理工艺对材料抗硫化氢腐蚀是有利的。
美国国家腐蚀工程师学会(NACE)标准MR-01-75(1980年修订)中规定:含硫化氢环境中使用的钻杆、钻杆接头、钻铤和其它管材的最大硬度不许高于HRC22;钻杆接头与钻杆的焊接及热影响区应进行淬火+595℃以上温度的回火处理;对于最小屈服强度大于655MPa的钢材应进行淬火+回火处理,以获得抗硫化物应力腐蚀开裂的最佳能力
抗H2S腐蚀钢材的基本要求:
⑴ 成分设计合理:材料的抗H2S应力断裂性能主要与材料的晶界强度有关,因此常常加入Cr、Mo、Nb、Ti、Cu等合金元素细化原始奥氏体晶粒度。超细晶粒原始奥氏体经淬火后,形成超细晶粒铁素体和分布良好的超细碳化物组织,是开发抗硫化物应力腐蚀的高强度钢最有效的途径。
⑵采用有害元素(包括氢, 氧, 氮等)含量很低纯净钢;
⑶良好的淬透性和均匀细小的回火组织,硬度波动尽可能小;
⑷ 回火稳定性好,回火温度高(>600℃);
⑸ 良好的韧性;
⑹ 消除残余拉应力。
2.添加缓蚀剂
实践证明合理添加缓蚀剂是防止含H2S酸性油气对碳钢和低合金钢设施腐蚀的一种有效方法。缓蚀剂对应用条件的选择性要求很高,针对性很强。不同介质或材料往往要求的缓蚀剂也不同,甚至同一种介质,当操作条件(如温度、压力、浓度、流速等)改变时,所采用的缓蚀剂可能也需要改变。
用于含H2S酸性环境中的缓蚀剂,通常为含氧的有机缓蚀剂(成膜型缓蚀剂),有胺类、米唑啉、酰胺类和季胺盐,也包括含硫、磷的化合物。如四川石油管理局天然气研究所研制的CT2-l和CT2-4油气井缓蚀剂及CT2—2输送管道缓蚀剂,在四川及其他含硫化氢油气田上应用均取得良好的效果。
3.控制溶液pH值
硫化氢中毒与防护
全世界硫化氢中毒事件时有发生。在我国,硫化氢中毒排职业急性中毒的第二位,仅次于一氧化碳中毒。
理化性质:硫化氢是含硫有机物分解或金属硫化物与酸作用而产生的一种气体。具有刺激性和窒息性的无色气体,有臭鸡蛋味,但极高浓度很快引起嗅觉疲劳而不觉其味。相对密度1.189(气体),比空气重,易挥发。
职业接触:硫化氢很少用于工业生产中,一般作为某些化学反应和蛋白质自然分解过程的产物以及某些天然物的成分和杂质,而经常存在于多种生产过程中以及自然界中。如采矿和有色金属冶炼。煤的低温焦化,含硫石油开采、提炼,橡胶、制革、染料、制糖等工业中都有硫化氢产生。有机物腐败场所如沼泽地、阴沟、化粪池、污物沉淀池、城市下水道内等处作业时均可有大量硫化氢逸出,作业工人在以上地方作业时,应特别警惕硫化氢中毒。 还有天然气、火山喷气、矿泉中也常伴有硫化氢存在。
硫化氢可溶于水及油类中,有时可随水或油类流至远离发生源处,而引起意外中毒。
国家职业卫生标准:MAC(最高容许浓度)---10 mg/ m3
毒作用机理:硫化氢对眼和呼吸道粘膜产生强烈的刺激作用。硫化氢吸收后主要影响细胞氧化过程,造成组织缺氧。
临床表现:按吸入硫化氢浓度及时间不同,临床表现轻重不一。低浓度接触仅有呼吸道及眼的局部刺激作用,高浓度时全身作用较明显,表现为中枢神经系统症状和窒息症状。
1. 眼粘膜刺激:双眼刺痛、流泪、畏光、结膜充血、灼热、视力模糊、角膜水肿等。
2. 神经症状:头痛、头晕、乏力、动作失调、烦躁、面部充血、共济失调、谵妄、抽搐、昏迷、脑水肿、四肢绀紫以及惊厥和意识模糊。
3. 呼吸道症状:流涕、咽痒、咽痛、咽干、皮肤粘膜青紫、胸闷、咳嗽剧烈、呼吸困难、有窒息感。严重者可发生肺水肿、肺炎、喉头痉挛和呼吸麻痹。 4. 重度中毒症状:血压下降、心律失常、心肌炎、肝肾功能损害等。还有人可有神经衰弱和前庭器官功能障碍等后遗症。
- 1 - 安全简报
硫化氢(H2S)知识及防护措施专刊
一、硫化氢(H2S)的理化特性。
1、硫化氢具有腐败臭蛋气味,易燃、无色气体,化学式H2S,分子量34.08,沸点-60.7℃,相对密度1.19g/L,蒸气比重1.19,比空气重,易积聚在低洼处。
2、易溶于水生成氢硫酸,亦溶于乙醇、汽油、煤油和原油等。
3、呈酸性反应。
4、能与大部分金属反应形成黑色硫酸盐。
5、硫化氢在空气中,最终的氧化产物是硫酸或硫酸根阴离子。
6、硫化氢有毒,空气中爆炸界限4.3-45.5%。自然温度260℃。燃烧时呈兰色火焰,并产生二氧化硫,二氧化硫有特殊气味和强烈刺激性。硫化氢遇热分解为氢气和硫,当它与氧化剂,如硝酸、三氟化氯等接触时,可引起强烈反应和燃烧。
二、硫化氢的发病机制。
H2S为剧毒(窒息性)气体,主要经呼吸道进入,吸入高浓度的硫化氢气体,引起反射性呼吸抑制,导致呼吸麻痹,造成“电击型”死亡。
三、硫化氢中毒的临床表现。
1、刺激反应:作业环境中硫化氢浓度超过30-40mg/m3时,作业者可出现流泪、眼刺痛、异物感、呛咳、流涕、咽喉部灼热感等刺激症状。若脱离现场,短时间内即可恢复。
2、轻度中毒:接触浓度70-150 mg/m3 ,接触时间1-2小时,出现眼胀痛、畏光、咽干、咳嗽,轻度头痛、头晕、乏力、恶心、呕吐等症状。嗅觉在2-15分钟后即明显减退。检查见眼结膜充血,肺部可有干锣音。X线胸片显示肺纹理增强。一般经1-3日能自愈。
3、中度中毒:接触浓度200-300mg/m3 ,接触时间约1小时,有明显的头 安全监察科 - 2 - 痛、头晕症状,并出现轻度意识障碍。或有明显的粘膜刺激症状,出现咳嗽、胸闷、视物模糊、眼结膜水肿及角膜溃疡等。肺部可闻干性或湿性锣音,X线胸片显示两肺纹理摸糊,肺叶透亮度降低或有片状密度增高阴影。
4、重度中毒:接触浓度700mg/m3以上,接触时间15分钟以上,即可发生急性重度中毒,以中枢神经系统症状最为突出,出现各种类型临床表现。
第 1 页 共 11 页 硫化氢安全技术说明书
侵入途径:
健康危害:本品是强烈的神经毒物,对粘膜有强烈刺激作用。急性中毒:短期内吸入高浓度硫化氢后出现流泪、眼痛、眼内异物感、畏光、视物模糊、流涕、咽喉部灼热感、咳嗽、胸闷、头痛、头晕、乏力、意识模糊等。部分患者可有心肌损害。重者可出现脑水肿、肺水肿。极高浓度(1000mg/m3以上)时可在数秒钟内突然昏迷,呼吸和心跳骤停,发生闪电型死亡。高浓度接触眼结膜发生水肿和角膜溃疡。长期低浓度接触,引起神经衰弱综合征和植物神经功能紊乱。
环境危害:对环境有危害,对水体和大气可造成污染。
燃爆危险:本品易燃,具强刺激性。
第四部分:急救措施
皮肤接触:
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
食入:
第五部分:消防措施
危险特性:易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与浓硝酸、发烟硝酸或其它强氧化剂剧烈反应,发生爆炸。气体比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。 第 2 页 共 11 页 有害燃烧产物:氧化硫
灭火方法:消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。切断气源。若不能切断气源,则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂:雾状水、抗溶性泡沫、干粉。
第六部分:泄漏应急处理
应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即进行隔离,小泄漏时隔离150m,大泄漏时隔离300m,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,将残余气或漏出气用排风机送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。或使其通过三氯化铁水溶液,管路装止回装置以防溶液吸回。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。