硫化氢.docx

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硫化氢

硫化氢基本知识

一H2S物理与化学特性

H2S是可燃性无色气体，具有典型的臭鸡蛋味,分子式H2S，相对分子质量34.08，对空气的相对密度1.19，易在低洼及封闭处聚集。

熔点-82.9℃，沸点-60.3℃，易溶于水。

20℃时2.9体积气体溶于1体积水中，亦溶于醇类，二硫化碳、石油和原油中，空气中爆炸极限为4.3%～45.5%（体积比）。

燃点温度260℃。

在空气中的最终氧化产物为硫酸和（或）硫酸根阴离子。

二毒理作用

H2S是强烈的神经性毒物，主要靶器是中枢神经系统和呼吸系统，亦可有心脏等脏器损伤。

H2S对黏膜亦有明显的刺激作用。

急性毒性：

较低浓度即可引起呼吸道及眼黏膜的局部刺激作用，浓度愈高，全身作用愈明显，表现为中枢神经系统症状和窒息症状。

三H2S对金属材料的腐蚀

H2S溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两者为主，一般统称为氢脆破坏。

氢脆破坏往往造成井下管柱的突然断落、地面管汇和仪表的爆破、井口装置的破坏，甚至发生严重的井喷失控或着火事故。

硫化氢能加速非金属材料的老化，使地面设备、井口装置、井下工具中、有橡胶、浸油石墨、石棉等非金属材料制作的密封件失效。

四硫化氢的阈限值、安全临界浓度、危险临界浓度等相关规定

硫化氢是一种有毒气体，与它接触可以使人从极微弱的不舒适到死亡。

一个人对硫化氢的敏感性随其与硫化氢接触次数的增加而减弱，第二次比第一次危险，依次类推。

职业性安全暴露极限、阈限值、安全临界浓度、危险临界浓度等的规定，已经被用来保护作业人员的生命安全，用以指导人们，为人们提供在有毒气的工作场所中，可允许的暴露程度。

1、阈限值

几乎所有工作人员长期暴露都不会产生不利影响的某种有毒物质在空气中的最大浓度。

硫化氢的阈限值为15mg/m3（10ppm），二氧化硫的阈限值为5.4mg/m3（2ppm）。

2、安全临界浓度

工作人员在露天安全工作8小时可接受的硫化氢最高浓度。

硫化氢的安全临界浓度为30mg/m3（20ppm）]。

3、危险临界浓度

达到此浓度时，对生命和健康会产生不可逆转的或延迟性的影响。

硫化氢的危险临界浓度为150mg/m3（100ppm）]。

4、立即威胁生命和健康的浓度（IDLH）

有毒、腐蚀性的、窒息性的物质在大气中的浓度,达到此浓度会立刻对生命产生威胁或对健康产生不可逆转的或延迟性的影响,或影响人员的逃生能力。

美国国家职业安全和健康学会（NIOSH）规定H2S的立即威胁到生命和健康的浓度（IDLH）为450mg/m3（300ppm），SO2的立即威胁到生命和健康的浓度（IDLH）为270mg/m3（100ppm）。

APIPubl2217A规定氧含量低于19.5%为缺氧，低于16%为IDLH浓度。

按照行业标准SY6227-2005《含硫气田硫化氢监测与人身安全防护规定》要求：

在硫化氢环境中的作业人员上岗前都应接受培训，经考核合格后持证上岗。

首次培训时间不少于15小时。

每两年复训一次，复训时间不少于6小时。

五硫化氢中毒机理、症状及现场救护措施

（一）中毒的机理

进入人体的途径主要有：

呼吸系统进入，消化系统进入，皮肤进入。

最主要的途径还是呼吸系统进入，吸入H2S气体后，H2S经过呼吸道到达肺部，进入血液到达人体的各个器官，与血液中的溶解氧反应，从而夺取了血液中的溶解氧，导致器官缺氧，人体中毒。

同时H2S气体对口、鼻、眼等器官有刺激作用，这是由于H2S接触湿润的黏膜之后，形成硫化钠以及本身的酸性所致。

H2S对人体的危害

空气中的浓度（PPm）

生理影响和危害

3

感到明显的臭鸡蛋气味

10

刺激眼睛

50-100

刺激呼吸道

100-200

嗅觉在15分钟内麻痹

600

暴露30分钟会引起致命性中毒

1000

引起呼吸道麻痹，有生命危险

1000-1500

在数分钟内中毒死亡

（二）人体H2S中毒后的表现特征

1、吸入低浓度硫化氢造成症状

吸入低浓度的硫化氢可能会造成以下一些症状：

疲劳、眼痛、头晕、兴奋、恶心和肠胃反应、咳嗽、昏睡等。

2、硫化氢中毒后可能的表现特征

硫化氢中毒后可能会出现下面一些表现特征:

（1）视线模糊，有光圈感，所见一圈圈的光环和七色彩虹；

（2）眼睛灼痛、流眼泪，眼睛肿胀；

（3）中毒严重者，小便呈淡绿色；

（4）呼吸困难；

（5）胸痛、胸闷，伴有较强烈咳嗽。

空气中硫化氢浓度达到0.04mg/m3时即可闻到其臭味，浓度达到150-300mg/m3及以上时，由于嗅神经麻痹，反而不易嗅出硫化氢的存在，因此不能依靠嗅觉来判断是否有硫化氢的存在，更不能依靠臭味强烈与否来判断硫化氢的危险程度。

（三）早期抢救措施与护理

1.将中毒者立即转移到空气新鲜处，注意向上风向转移，让中毒者平躺，保持呼吸道通畅；

2.进入毒区的抢救人员必须佩带防毒面具或空气呼吸器；

3.对中毒者眼部用生理盐水进行清洗，涂上眼膏；

4.中毒者呼吸困难，应让其吸氧；呼吸停止者，应立即对其做人工呼吸；

5.中毒者心脏停止跳动，瞳孔放大，应立即采取心肺复苏和人工呼吸。

（四）人体H2S中毒后的现场急救方法

1.心肺复苏

心肺复苏是对呼吸心跳骤然停止病人结予呼吸和循环支持，使整个机体生命活动功能得以恢复。

呼吸心跳骤停的特征，意识丧失，大动脉脉搏脉动消失，呼吸停止。

瞳孔放大。

1.1胸外心脏按压

适应症：

中毒、触电、心脏病等。

a）心前区捶击：

目击下发生的心脏停搏，在一分钟以内进行，可以使心跳恢复。

中等强度给患者胸骨中部快速捶击1-2次，如无立即反应，进行胸外心脏按压。

b）胸外心脏按压：

将患者平仰在硬板床上或平地上，头部低，足部略高。

操作者将大手掌置于患者胸骨下1/2处，按压速度80-100次/分钟，如此反复进行。

按压部位、动作要准确，以免影响效果。

指标：

患者大动脉能搏动，能测量血压，放大的瞳孔开始收缩，自主呼吸。

2.人工呼吸

2.1开放气道，患者仰卧，不用枕头，将其头部偏向一侧，用手帕等迅速清除其口腔粘液、呕吐物或其他异物，取下假牙等。

2.2用手捏住患者鼻孔不漏气，深吸一口气迅速将口紧贴患者的口，均匀用力将气吹入患者肺部，随后将口移开，放松捏鼻孔的手，如此反复进行，将速度控制在12-14次/分钟。

2.3若有两个操作者，将心肺复苏与人工呼吸结合起来效果更好。

具体办法是：

一次人工呼吸，五次胸部按压，交替进行。

单人/双人按压比均为30：

2。

六硫化氢检测仪器

（一）硫化氢检测仪分类、组成、特性

硫化氢检测仪器种类很多：

按检测原理分类有电化学型、半导体型等；按使用分类有便携式和固定式；按使用场所分类有常规型和防爆型；按功能分类有气体检测仪、气体报警仪和气体检测报警仪；按采样方式分类有扩散式和泵吸式等。

所有的监测器，无论是便携式和固定式的，都应是在可靠的技术和科技原理的基础上设计的，并且材料要符合要求。

设计和制造便于维修和护理。

当浓度达到某设定值的时候，设备能发出警示和作出正确的反应。

硫化氢检测设备必须具有以下结构特征和使用特性：

1、便携式监测设备的电源供给:

便携式硫化氢监测设备是指自带电源，电池动力的，可以携带或运输的设备，内部电池可以供电至少8h，包括在-1O℃下干净空气中，15min的最大负荷条件（报警、发光等），在其指标范围内工作。

如果要求连续工作超过8h或在低于-1O℃的环境中工作，应由最终用户向制造商特别提出。

2、数据输出:

在某些场合，有时要求监测设备提供与硫化氢浓度成正比例的信号输出（4mA～20mA）到记录仪或用于其他目的。

3、操作简单:

监测设备和检铡仪要求容易操作，使那些没有知识背景和未经培训人员也能操作。

4、耐用性:

便携式监测仪要有足够的耐用性以承受如用户所要求的日常运输、处理和现场环境。

推荐的“坠落试验”来评价便携式监测仪的耐用性和“振动试验”来评价固定和便携式监测仪的耐用性。

5、校准设备:

仪器校准所需要的所有附件都应由制造商负责提供。

制造商要提供在任何硫化氢测试浓度下的设备的使用寿命和特殊处理要求。

6、零位和量程调节:

零位和量程的调节控制应该可以在现场进行，监测仪设计应包括在非实验室环境的用零位和校准气对传感器进行校准的要求。

应该提供校准和零位校准需要的所有零部件，并能够在现场环境下使用。

7、报警系统：

固定监测设备应有外部报警器。

便携式监测仪应有内置的可发声的、可视的或物理表达（如振动信号）报警器，具体要求由用户提出。

安装地点的硫化氢报警信号应是独特的。

还有其他诸如操作手册、设备故障报警、报警回路的测试等功能。

气体检测仪应由检测器和指示器两部分组成；气体报警仪应由检测器和报警器两部分组成；气体检测报警仪应由检测器、指示器和报警器三部分组成。

可燃性气体检测报警仪的检测范围下限为零，上限应大于或等于爆炸下限；有毒气体检测报警仪的检测范围下限为零，上限应大于3倍最高容许浓度；氧气检测报警仪用于缺氧检测，检测范围下限为零，上限应大于25%体积百分浓度，对于氧气泄漏检测，下限为零，上限应大于40%体积百分浓度。

硫化氢固定式和便携式检测仪器，都应该按规定进行定期校验，具体要求为固定式硫化氢检测仪每一年校验一次，便携式硫化氢检测仪每半年校验一次。

对于硫化氢监测系统的报警装置，即便原系统有自检功能，也应该定期进行测试保证运行良好。

装设在室内或通风不良位置的强制排风系统，应该和其他设备一样，建立预防性保养、维修程序，定期进行性能测试。

所有设备的检查、测试记录应该予以保留。

（二）硫化氢检测仪的使用

一、硫化氢检测仪的分类

现场广泛使用的电子式硫化氢检测仪可分为固定式和便携式两种，见图3-3，图3-4。

图3-3便携式硫化氢监测仪

图3-4固定式硫化氢监测仪

此外现场还常用机械式检测管或泵吸检测仪来检测硫化氢泄漏浓度。

特别适用于高浓度硫化氢泄漏以及超过在用电子式硫化氢监测仪超量程检测的情况。

见图3-5

图3-5德尔格机械式和电动泵吸检测管

二、电子式硫化氢检测仪的使用

现场需要24小时连续监测硫化氢浓度时，应采用固定式硫化氢监测仪，用于监测井场中硫化氢容易泄漏和积聚场所的硫化氢浓度值,探头数可以根据现场气样测定点的数量来确定。

监测仪探头置于现场硫化氢易泄漏区域，主机可安装在控制室。

在危险场所应配带便携式硫化氢监测仪，用来监测不固定场所硫化氢的泄漏和浓度变化。

当硫化氢的浓度可能超过在用的监测仪的量程时，应在现场准备一个量程达1500mg/m3（1000ppm）的检测仪器。

二氧化硫在大气中的含量超过5.4mg/m3（2ppm）（例如在产生硫化氢的燃烧或其它操作期间），应在现场配备便携式二氧化硫检测仪或带有检测管的比色指示监测器。

必须指定专人保管和维护监测设备。

现场硫化氢检测仪报警浓度设置一般应有三级，其各级浓度设置为：

第一级报警值应设置在阈限值15mg/m3（10ppm）

第二级报警值应设置在安全临界浓度30mg/m3（20ppm）

第三级报警值应设置在危险临界浓度150mg/m3（100ppm）

特别要求第三级报警信号应与第二级报警信号有明显区别，警示立即组织现场人员撤离。

当硫化氢报警仪报警后，即浓度达到15mg/m3（10ppm），应立即按照个井站硫化氢泄漏应急预案进行响应，佩带正压式呼吸器组织人员撤离。

硫化氢监测仪的性能应满足表3—1所确定的要求。

表3—1硫化氢监测仪应满足的参数

参数名称

固定式

携带式

监测范围

mg/m3（ppm）

0～150（100）

0～150（100）

显示方式

31/2液晶显示（ppm或mg/m3）

或信号传送

31/2液晶显示（ppm或mg/m3）

监测精度%

≤1

≤1

报警点

mg/m3

0～150连续可调

0～150连续可调

报警精度

mg/m3（ppm）

≤5（3.3）

≤5（3.3）

报警方式

（1）蜂鸣器；

（2）.闪光

（1）.蜂鸣器；

（2）.闪光

响应时间

s

T50≤30（满量程50%）

T50≤30（满量程50%）

电源

220V，50Hz（转换成直流）

干电池或镍镉电池

连续工作时间

h

连续工作

≥1000

传感器寿命

年

≥1（电化学式）

≥5（氧化式）

≥1（电化学式）

工作温度

℃

－20～55（电化学式）

－40～55（氧化式）

－20～55（电化学式）

－40～55（氧化式）

相对湿度

%

≤95

≤95

校验设备

配备标准样品气

配备标准样品气

安全防爆性

本安防爆

本安防爆

硫化氢监测仪使用前应对下列三个主要参数进行测试：

满量程响应时间、报警响应时间和报警精度。

硫化氢检测仪使用过程中要定期校验。

固定式硫化氢监测仪一年校验一次，便携式硫化氢监测仪半年校验一次。

在超过满量程浓度的环境使用后应重新校验。

在极端湿度、温度、灰尘和其它有害环境的作业条件下，检查、校验和测试的周期应缩短。

极端湿度是指相对湿度大于95％的情况；极端温度是指低于-20℃、高于55℃（电化学式）或低于-40℃、高于55℃（氧化式）；监测设备应由有资质的机构定期进行检定，除有资质的校验和检定机构外，生产厂家也具备监测仪的校验和检定资格；检查、校验和测试应做好记录，并妥善保存，保存期至少1年，这是我国目前含硫化氢油气田的做法；设备警报的功能测试至少每天一次。