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高硫化氫原油在石油產業(yè)鏈中的安全風險探討

文檔作者：李春雄1 鄒聯(lián)寧2 劉益鋒1 林海1 蔡潤斌1 林振興3 文檔來源： 1．湛江出入境檢驗檢疫局 2．茂名出入境檢驗檢疫局 3．寧波出入境檢驗檢疫局		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月06日
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第26卷第3期
2016年6月
廣東石油化工學院學報
Journal of Guangdong University of Petrochemical Technology
V01．26 No．3
June 2016
高硫化氫原油在石油產業(yè)鏈中的安全風險探討
李春雄1，鄒聯(lián)寧2，劉益鋒1，林海1，蔡潤斌1，林振興3
(1．湛江出入境檢驗檢疫局，廣東湛江524022；2．茂名出入境檢驗檢疫局，廣東茂名525000；
3．寧波出入境檢驗檢疫局，浙江寧波315000)
摘要：隨著國內原油需求量和消耗量的不斷增加，加工處理含硫原油特別是高硫原油的情況日益增多。高硫原油富含硫化
氫，會導致其在整個產業(yè)鏈中逸出的硫化氫增加，極易發(fā)生人員中毒、環(huán)境破壞等安全事故，其安全風險遠遠大于普通原油
或含硫原油。著重探討了高硫化氫原油在開采、運輸、檢驗、加工等環(huán)節(jié)中應注意的安全風險，并提出了相應的對策，以增
強人們的安全意識和自我保護能力。
關鍵詞：高硫化氫；原油；安全風險
中圖分類號：’IE687 文獻標識碼：A 文章編號：2095—2562(2016)03—0001—04
1進口原油簡況及高硫化氫原油的危害
1．1近年我國進口原油簡況
隨著世界原油資源開采量的增加，含硫原油所占比例越來越大，石油品質逐漸朝著重質化、高硫化、高
酸化方向發(fā)展。自2008年開始，中國就成為了世界第2大原油進口國，2009年原油凈進口量為2．19億t，
首次突破2億t；到2013年，原油進口量為2．8億t，第一次超越美國，成為世界上最大的原油進口國；2015
年我國原油進口量達3．27億t。2011—2015年全國原油進口量見圖1。
我國進口原油來源地不同，其原油種類和性質較為復雜多變，差異很大。自2009年以來，我國湛江、
茂名、大榭、舟山等口岸相繼發(fā)現(xiàn)多批次進口原油中的H2s含量很高，尤其是伊朗的南帕斯原油【l】、墨西哥
的瑪雅原油，其H2S含量異常超高。根據(jù)海關統(tǒng)計，我國2014年從中東地區(qū)進口的原油量排第1位，超過
1．5億t，占進口總量的50．9％(見圖2)，表明了我國進口原油量中超過50％是高硫化氫原油。
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年份
圖1 2011--2015年全國原油進口量
I．2高硫化氫原油的危害
東南亞及澳
大利亞1．6％
俄羅斯及
邊地區(qū)13
圖2 2014年全國進口原油產地區(qū)域比例
中東
50．9％
原油主要由C、H元素構成，同時伴有S,N、O等雜質元素和微量的金屬、非金屬元素。原油中的硫元
素以活性硫化物(又稱酸性含硫化合物)、非活性硫化物(又稱中性含硫化合物)形式存在?；钚粤蚧镏?
收稿日期：2016—04—07；修回日期：2016—05—11
基金項目：國家質檢總局科技計劃項目(2015Iiq)50)
作者簡介：李春雄(1966一)，男，廣東湛江人，本科，工程師，主要從事石油產品檢測工作。
萬方數(shù)據(jù)
2 廣東石油化工學院學報2016年
要有單質硫、硫醇和H2s，它們對生產設備、油品質量、生態(tài)環(huán)境的影響很大；硫醚、噻吩、二硫化物等非活
性硫化物的熱穩(wěn)定性較差，容易在原油加熱過程中轉化成活性硫化物，如H2S[2。]。H2S為無色、有臭雞蛋
氣味的氣體，當人們在短時間內吸入濃度較低的H2s，會出現(xiàn)咳嗽、胸悶、眼痛、流涕、乏力、頭暈、頭痛、意
識模糊等一系列不適癥狀；如果長時間接觸低濃度的H2s，則會導致植物神經(jīng)功能紊亂和引發(fā)神經(jīng)衰弱
等；若不慎吸入質量分數(shù)達1 000一g以上的H2S，可在幾秒內出現(xiàn)突然昏迷，呼吸和心跳驟停。因此，國
家規(guī)定職業(yè)接觸H2s最高允許質量分數(shù)為10 p∥g。此外，H2S及其水溶液對金屬有強烈的腐蝕作用，尤其
是含有cq或o，時，金屬腐蝕速率加快。
2 高硫化氫原油在石油產業(yè)鏈中的安全風險
H2S普遍存在于原油中，在開采過程中經(jīng)人工脫硫或自然揮發(fā)可以減少一部分，但是絕大部分原油的
脫硫效果不佳，甚至未經(jīng)脫硫就直接進人國際原油交易市場。由于H2S毒性大，腐蝕性強，因此高硫化氫
原油在開采、運輸、檢驗、加工等環(huán)節(jié)中極易產生安全隱患。
2．1原油開采過程中存在高H2S中毒的風險
我國部分油氣田，例如陸上的華北油田晉縣趙蘭莊氣田，其H2s體積分數(shù)高達92％；四川石油管理局
臥龍河氣田的H2s體積分數(shù)高達10％[4。1；海上的南海Wll一4、渤海5236一l等油田都含有H2s氣體，其
體積分數(shù)也在10％以上。在國外，特別是中東地區(qū)的原油更是以含硫原油甚至是高硫原油而聞名，許多
原油含硫質量分數(shù)超過2％，甚至高達4％。
在原油開采過程中，H2s主要來源于5個方面：(1)原油形成過程中伴生而來的原生態(tài)H2S；(2)原油開
采過程中含硫化合物受熱作用而產生的H2S；(3)原油開采過程中降壓導致有機硫化物分解或解吸而產生
的H2s；(4)原油中的烴類和有機質通過儲集層水中硫酸鹽的高溫還原作用產生的H2s；(5)原油開采過程
中人為添加各種硫酸鹽類的采油化學品，如修井用的石膏泥漿、洗井液用的木質磺酸鹽在底層高溫分解和
酸化作用下都會產生H2s。
在以上過程中，如未采取有效措施，高濃度的H2S將會危害采油作業(yè)人員的健康，且會對金屬設備、井
下工具等造成嚴重的腐蝕破壞【6。8]。
2．2原油裝卸運輸過程中存在高H2s中毒的風險
我國進口原油90％以上采用油輪方式運輸，運輸過程中H2S含量高的原油因船體晃動及高溫等原
因，會不斷揮發(fā)出H2S，且油輪船艙為封閉空間，導致艙內H2S氣體濃度升高。對于一個5 m×5 m×6 m的
油艙，假設原油液相上方有1 m高的頂部空間，原油液相中H2s的質量分數(shù)為2耀／g，那么當其全部釋放出
來，頂部空間內H2S的質量分數(shù)將超過8 000隅，g。
港口裝卸原油的步驟包括對貨物進行取樣檢驗與重量鑒定，連接管系，開啟油泵外輸，驗艙(或干艙)
以及拆除管系等。經(jīng)操作現(xiàn)場調研，存在H2S風險的節(jié)點主要有以下5點。
(1)甲板上、貨油泵艙口及其它危險場所人口處，在裝油及壓載時應有明顯標志，注明預防H2s中毒的
注意事項。
(2)裝卸高硫化氫原油時，若產生的H2S氣體揮發(fā)擴散到空氣中，會造成環(huán)境污染，危害人體健康，甚
至在局部地區(qū)形成潛在的火災危險。
(3)在裝卸高硫化氫原油期間，船舶上所有的門窗和通道應為關閉狀態(tài)；生活區(qū)內空調應由外循環(huán)改
為內循環(huán)；在甲板上及居住區(qū)內，應定期進行H2S濃度的檢測；若在居住區(qū)內H2s質量分數(shù)超過10硝g，
則必須調整輸油速度。
(4)貨油泵艙的排污通道在卸油時應確保暢通；油艙內油氣通過排氣管排出，工作人員應站在測量孔
的上風處。
(5)使用經(jīng)過船舶泵艙的管系，避免泵艙空氣被H2s污染；裝卸完油氣管處的輸油管后要用盲板盲死，
萬方數(shù)據(jù)
第3期李春雄等：高硫化氫原油在石油產業(yè)鏈中的安全風險探討3
并擦干集油槽內的殘油。
2．3原油檢驗過程中存在高H，S中毒的風險
目前乃至今后相當長_段時期內，我國仍然以進口中東地區(qū)含硫、高硫原油為主。高硫化氫原油通過
海運不斷進入我國沿海港VI，這對檢驗監(jiān)管部門和原油儲運基地工作帶來了較大的風險和挑戰(zhàn)。檢驗鑒
定人員需現(xiàn)場取樣、計量，直接與原油接觸，存在著很大的事故隱患。筆者從以下3個方面分析了高硫化
氫原油在檢驗過程的安全風險，并提出了相應的對策。
2．3．1 制定和健全進口原油心S監(jiān)測和風險的預警機制
目前檢驗監(jiān)管部門對口岸進口原油品質檢驗的常規(guī)指標有密度、API(比重指數(shù))、水分、雜質和硫含量
等，對H2S含量的檢測較少。根據(jù)高硫化氫原油進入我國口岸的特點和現(xiàn)狀，檢驗監(jiān)管部門應完善實驗室
對高硫化氫原油檢測的設施和條件，選用既準確又便捷的檢測方法，建立健全原油中H’s濃度檢測的相關
分析儀器、操作流程和安全保障措施。針對高硫化氫原油，需要進口企業(yè)提供裝貨港H2S的檢測報告，并
根據(jù)報告中的數(shù)據(jù)和檢測值提前作出相應的對策。進口高硫化氫原油的相關企業(yè)和檢驗監(jiān)管部門要主動
做好VI岸碼頭裝卸該類原油的安全風險評估，提前掌握其對碼頭、庫區(qū)乃至整個口岸區(qū)域可能造成的環(huán)境
影響，全面預測對操作人員身體健康的危害性，切實避免各種H2S環(huán)境污染和人員急性中毒等事故發(fā)生。
2．3．2對登輪檢測人員進行增強安全培訓
現(xiàn)場登輪檢測人員是直接接觸高硫化氫原油的群體。因此，對這些面臨風險的檢測人員要增強3方
面的培訓。
(1)學習并掌握有關H2s安全操作的規(guī)范和管理制度，如《中毒、缺氧危險作業(yè)安全規(guī)定》和《防止硫化
氫中毒管理十條規(guī)定》，務必使所有登輪檢測人員在面對H2S高危作業(yè)時遵章而行。
(2)學習并理解《職業(yè)性急性硫化氫中毒診斷標準》(GBz 31—2002)，掌握急性H2s中毒應急處理程序
和急救措施等，把事故風險降至最低。
(3)學習并掌握正確使用H2s檢測儀器、過濾式防毒面具、隔離式呼吸器等防護器材。
2．3．3工作過程中嚴格執(zhí)行安全標準
(1)檢測人員在進行原油的檢驗鑒定時，必須堅持“先檢測后作業(yè)”的原則。檢測之前必須準確測定作
業(yè)環(huán)境中H2S氣體的濃度，若未達到安全標準(H2S質量分數(shù)低于10 Pg／g)，嚴禁進入該作業(yè)場所；符合安
全標準后，才能辦理H2 S危險場所作業(yè)票，依據(jù)作業(yè)票開展監(jiān)測工作。
(2)在檢測過程中，還應根據(jù)檢測場所H2S含量的實際情況，選擇佩戴適用的防毒面具；在整個檢測過
程中，檢測者務必站在上風向，同時檢測者不能少于2人(1人進行檢測作業(yè)，1人擔任監(jiān)護職責)。
2．4原油Jjn-r過程中存在高H’S中毒的風險
2．4．1風險來源·
原油中活性硫的質量分數(shù)較低，一般不超過總含硫量的5％，且集中分布在低餾分段。通常原油中
H2S的含量極少，主要分布在275℃前的餾分范圍內，在開采和運輸?shù)倪^程中極易揮發(fā)‘9|。但是在原油的
煉制過程中，非活性硫如硫醇、硫醚等有機硫化物受熱可以分解轉化為更多的H2S。H2s的產生量除了與
原油中的活性硫含量有關外，也會隨加工溫度不同而發(fā)生變化[10-11]，見表1。
原油加工生產流程具有高溫高壓、易燃易爆、
有毒有害、連續(xù)作業(yè)的特點。近年來，國內部分煉
油廠對進口高硫化氫原油的加工量13益增加，整個
表1原油加工溫度與產生H2s的關系
廠區(qū)都有可能出現(xiàn)I-I：S中毒事故的主要危險源(點)，具體分布在以下3類介質及其采樣場所內。
(1)酸I生水(高濃度H2S溶解于其中)系統(tǒng)及其人工采樣點：催化裂化、催化加氫、延遲焦化等裝置產生
的裂解氣冷卻器、分液罐等部位及其相應的人工采樣點；脫硫制硫裝置的富液閃蒸塔及酸性氣分液罐及相
應的人工采樣點。
(2)酸性氣系統(tǒng)及其排空點：系統(tǒng)高、中、低壓瓦斯／酸性氣管線的沿途切水罐、切水排空點；瓦斯回收
萬方數(shù)據(jù)
4 廣東石油化工學院學報2016年
系統(tǒng)的氣柜及火炬頭或煙囪排空口。
(3)高硫化氫原油罐、輕污油罐、粗汽油罐等儲罐的罐頂采樣、測溫、檢尺及脫水。
2．4．2風險對策
(1)加強生產工藝及設備管理，通過技術改造，降低H2S泄漏的可能性，同時引進和應用國內外防毒新
技術和先進設備，如配置各種數(shù)顯+聲光報警的H2S固定探測器或便攜式H2s探測器。
(2)對生產過程中存在高濃度H2S的瓦斯、酸性氣、酸性水系統(tǒng)，要加強作業(yè)環(huán)境安全監(jiān)管，防止引發(fā)
急性H2S中毒事故。
(3)在油氣產品加工生產的過程中，接觸H2S的操作人員需根據(jù)現(xiàn)場H2S的監(jiān)測數(shù)據(jù)佩戴適用的安全
防毒器材；強化操作人員現(xiàn)場自救、互救技能訓練，以提高自救、互救能力。
3結語
我國作為石油進VI大國，高硫化氫原油的加工量逐年增加，這不僅給原油的安全生產加工帶來較大的
挑戰(zhàn)，還直接影響了作業(yè)人員的生命安全。在高硫化氫原油產業(yè)鏈中，第一，要采取先進技術措施，盡可能
減少與H2S的接觸和防止H2S的泄漏，將H2s散發(fā)量降到安全容許濃度以下；第二，做好各種應對H2S的
個人防護措施，安全有效應對高硫化氫原油產業(yè)鏈中的各種風險。
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[11]盧綺敏．石油工業(yè)中的腐蝕與防護[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2001：83—96．
Discussion on the Safety Risk of High Hydrogen Sulfide
Crude Oil in Petroleum Industry Chain
LI Chunxion91，ZOU Liannin92，LIU Yifen91，LIN Hail，CAI Runbinl，LIN Zhenxin93
(1．ZhanjiangEntry—Exitlnspecfim and Quarantine Bureau，：趾mjiang 524022，China；
2．Maoming Entry—Exit Inspection and Quarantine Bureau，rdaomlg 525000，China；
3．Ningbo Entry—Exit峰tion and Quarantine Bureau，Ningbo 315022，China)
Abstract：With the increase of domestic demand and consumption of erode oil，more and nloie sulphur erode oil，especially hi出sulphur
crude oil is processed in China．The high sulphur crude oil is rich in hydrogen sulfide，which will be released by each petroleum inau呻
chain dIlring production and process，thus easily poisoning the workers，coIm衄面蕊ng the environment．Security risk of high hydl：Dgen sul·
fide crude oil in petroleum industry chain is far greater
than that of ord血w crude oil．This paper discusses on the safety risk in miIlillg，
transportation，inspection，and processing of high hydrogen sulfide crude oil so as to enhance people’S safety awaren嘟and self—protection
capability．
Key words：High hydrbgen sulfide；Crude oil；Security risk
(責任編輯：梁曉道)

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