天然氣的防爆、防毒

目錄(1)概述第一章什么是天然氣?第二章

天然氣是怎樣形成的?第三章

天然氣的組成?第四章硫化氫的危害第五章天然氣的爆炸性

第一章什么是天然氣?

1廣義而言：自然界所有天然生成的可燃?xì)怏w，如氣田氣，油田氣，煤層氣等。2凡是從地下采出的可燃?xì)怏w，統(tǒng)稱(chēng)為天然氣。3從地下采出的在常溫常壓下，其相態(tài)為氣態(tài)的烴類(lèi)和少量非烴類(lèi)氣體所組成的混合物。

第二章

天然氣是怎樣形成的?

1生油/氣層，儲(chǔ)油/氣層；2儲(chǔ)油/氣層的構(gòu)造特點(diǎn)生油/氣層生油/氣層1動(dòng)植物的殘骸2高溫

3高壓

4缺氧

5億萬(wàn)年時(shí)間前

儲(chǔ)油/氣層1背斜（1）1背斜（2）儲(chǔ)油/氣層1背斜（3）—

儲(chǔ)油/氣層1背斜（4）—儲(chǔ)油/氣層儲(chǔ)油/氣層2斷層儲(chǔ)油/氣層3向斜4巖性尖滅

4巖性尖滅儲(chǔ)油/氣層儲(chǔ)油/氣層條件

1高溫

2高壓

3不滲透的蓋層

4不滲透的底層（底水，鹽丘等）5封閉系統(tǒng)（圈閉）描述儲(chǔ)油層的重要參數(shù)

1.孔隙度2.滲透率3.飽和度儲(chǔ)油孔隙空間儲(chǔ)油裂縫空間

地震勘探

鉆井（1）鉆井（2）鉆井(3)鉆井（4）鉆頭挪威海上鉆井平臺(tái)

采油/氣（1）采油樹(shù)（井口裝置）采油/氣（2）采油樹(shù)（井口裝置）采油/氣（3）井底裝置采油/氣（4）驅(qū)動(dòng)類(lèi)型采油/氣（5）——地面流程地面流程地面流程（油）地面流程（氣）地面流程第三章

天然氣的組成1.單質(zhì)和混合物2.天然氣是一種混合物3.一般天然氣的組成

4.天然氣的性質(zhì)

天然氣混合物(1)1.碳?xì)浠衔?-甲烷

CH4--乙烷

C2H6

--丙烷

C3H8

--丁烷

C4H10--戊烷

C5H12--己烷C6H14--庚烷C7H16..

....CnH2n+2

天然氣混合物(2)1.碳?xì)浠衔铮簾N類(lèi)天然氣混合物(3)天然氣混合物(4)天然氣混合物

(5)2.天然氣中的非碳?xì)浠衔?-氮N2--二氧化碳CO2--氦He--硫化氫H2S--氧O2--水蒸汽H2O表1分子量組分

原子式

分子（重）量

甲烷CH416.043

乙烷C2H6

30.070

丙烷C3H844.097

丁烷C4H1058.124

戊烷C5H1272.151

己烷C6H1486.178

庚烷C7H16100.205

二氧化碳CO244.011

氮?dú)釴228.016O

氧氣沖O232.00

水污H2O18.016

空氣28.967

第四章

關(guān)于天然氣中H2S的常識(shí)介紹天然氣中H2S的常識(shí)介紹1.定義2.天然氣加工處理的要求

3.表達(dá)在天然氣中微量H2S濃度的單位4.H2S的危害以其預(yù)防控制1.定義（1）所謂的“酸性”天然氣指的就是含有硫化氫(H2S)的天然氣。1.定義（2）

當(dāng)天然氣混合物中的硫化氫含量已經(jīng)超過(guò)了氣體商品氣所規(guī)定的限（定）值時(shí)，我們說(shuō)該天然氣是“酸性”的天然氣。商品氣一般指的是干線輸送公司，或天然氣的最終用戶。1.定義（3）

許多公司或用戶都制定了它們自己的規(guī)定。對(duì)銷(xiāo)售的天然氣中的硫化氫含量的最低限值。例如：加利佛尼亞（美國(guó)）州

每100標(biāo)準(zhǔn)立方英尺(scf)天然氣中含有的硫化氫不大于1/4喱（1喱=0.0648克);

=5.75毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米(mg/m3);=體積濃度的限值為4ppm.1.定義（4）加拿大

每100標(biāo)準(zhǔn)立方英尺(scf)天然氣中含有的硫化氫不大于1喱（1喱=0.0648克);

=23毫克/標(biāo)準(zhǔn)立方米(mg/m3);

酸性天然氣中含有的硫化氫濃度從幾個(gè)ppm到超過(guò)90%。1.定義（5）

一般，酸性天然氣也含有二氧化碳（CO2）。由于硫化氫和二氧化碳都微溶于水。因此他們會(huì)使天然氣攜帶的微量水（蒸汽）溶液呈弱酸性。通常把這種天然氣稱(chēng)之為酸氣。2.天然氣加工處理的要求(1)

可出售天然氣的規(guī)范嚴(yán)格限制了其中硫化氫和二氧化碳等的含量。因此，當(dāng)把天然氣輸送到市場(chǎng)出售之前，必須將天然氣中的上述組分加以脫除。2.天然氣加工處理的要求(2)例如，大多數(shù)北美國(guó)家要求在市場(chǎng)上所出售的天然氣必須滿足下列的各項(xiàng)規(guī)范要求：

Specification

項(xiàng)目

可售出氣的規(guī)范要求

英制單位

SI單位最大水蒸汽含量4or7lbs/MMscf60or112mg/m3最大CO2含量2％byvol2％byvol.最大H2S含量4ppm(vol)4ppm(vol.)0.25（喱）grain/100scf6mg/m3最大總硫含量5grain/100acf115mg/m3最大氧（O2）含量0.3％byvol0.3％byvol.最低熱值975Btu/scf36MJ/m3烴露點(diǎn)出<150Fat800psig<-100Cat5500kpa3.表達(dá)在天然氣中微量H2S

濃度

的單位(1)用于表示天然氣中硫化氫(H2S)濃度的單位取決于它在天然氣中的含量多少。1.當(dāng)硫化氫的含量大于0.1％時(shí)，其濃度常用其體積百分?jǐn)?shù)，或克分子百分?jǐn)?shù)表示。3.表達(dá)在天然氣中微量H2S

濃度的

單位(2)2.當(dāng)硫化氫的含量低于0.1％時(shí)，通常使用體積數(shù)的百萬(wàn)分之幾(ppm)來(lái)表示。例如0.1%就等于1000ppm。3.在英制單位系統(tǒng)中，可出售氣中硫化氫的含量用每100標(biāo)準(zhǔn)立方英尺氣體中有多少喱來(lái)表示。而在SI（公制）單位系統(tǒng)中，這一限值則用每立方米氣體中含有多少克（mg/m3）硫化氫來(lái)表示。

4.

H2S的危害及其預(yù)防控制論

--硫化氫（H2S）對(duì)人類(lèi)健康的危害

--硫化氫（H2S）對(duì)碳鋼和低合金鋼的危害--安全操作的最低要求--天然氣的爆炸和控制對(duì)人類(lèi)健康的危害性(1)

H2S是十分有毒的氣體。當(dāng)它的濃度很低時(shí)（0.01ppmto150ppm），可以聞到臭雞蛋的氣味；在較高濃度下，對(duì)于探測(cè)到硫化氫（H2S）的存在，嗅覺(jué)是不可靠的對(duì)人類(lèi)健康的危害性(2)當(dāng)人吸入硫化氫時(shí)，通過(guò)血液的流動(dòng)將它帶帶身體的各部分，包括大腦中的呼吸神經(jīng)中樞。因此人的神經(jīng)系統(tǒng)受到影響。最中導(dǎo)致人的呼吸停止。對(duì)人類(lèi)健康的危害性(3)4.當(dāng)空氣中硫化氫的濃度為500ppm時(shí)，如果人暴露于其中，就會(huì)導(dǎo)致失去知覺(jué)，如果不及時(shí)地加以搶救，就會(huì)造成死亡。

人暴露于更高濃度的硫化氫場(chǎng)合可能會(huì)導(dǎo)致立刻死亡悲劇。對(duì)人類(lèi)健康的危害性(4-1)Tab3-2H2S對(duì)健康的一般影響（1）H2S濃度Ppm一般影響_______________________________________0.01to0.3臭味的門(mén)坎(閾)值___________________________________________________1to5中等強(qiáng)度的令人不快的臭味。可能引起惡心、、流眼淚、頭痛或矢眠。長(zhǎng)時(shí)間暴露的影響是中等的。___________________________________________________108-小時(shí)的工作暴露極限。1515-分鐘的工作暴露極限。20最高工作暴露極限。達(dá)到人員撤離水平。對(duì)人類(lèi)健康的危害性(4-2)Tab3-2H2S對(duì)健康的一般影響（2）H2S濃度Ppm一般影響20-50輕度眼睛和肺部的感染。在暴露幾天后，可能引起眼鏡的損傷；可能引起消化系統(tǒng)的紊亂和失去食欲。100眼睛和肺部的感染。______________________________________________________150失去嗅覺(jué)，嚴(yán)重的眼睛和肺部感染。______________________________________________________500在30分鐘內(nèi)造成嚴(yán)重的眼睛損傷、肺部嚴(yán)重感染。在4-8小時(shí)之內(nèi)引起知覺(jué)喪失和死亡。_____________________________________1000在1-2次呼吸中就可使呼吸停止。H2S對(duì)碳鋼和低合金鋼的危害（1）由于酸性溶液的存在，會(huì)出現(xiàn)下面的陽(yáng)極和陰極反應(yīng)：

在陽(yáng)極處:

Fe←→Fe+++2eH2S+H2O←→H++HS-+H2OHS-+H2O←→H++S-+H2OH2S對(duì)碳鋼和低合金鋼的危害（2）在陰極處：

2e+2H+++S→2H++FeSFe+H2S→H2O→

FeS+2H+

陽(yáng)極、陰極反應(yīng)的結(jié)果陽(yáng)極和陰極反應(yīng)明顯地引起下列有害的影響：

--普通的金屬損失危害；--出現(xiàn)點(diǎn)蝕（一種常見(jiàn)的腐蝕現(xiàn)象）；

--導(dǎo)致出現(xiàn)氫致開(kāi)裂；--導(dǎo)致氫脆和硫應(yīng)力開(kāi)裂。安全操作的最低要求（1）如果在操作中能夠充分地采用和注意以下這些適當(dāng)?shù)膫€(gè)步驟，酸性氣體的操作就可以安全地進(jìn)行。下面是酸性氣安全操作的最低要求：安全操作的最低要求（2）--設(shè)計(jì)和制造、安裝的所有機(jī)器和設(shè)備所使用的材料和方法能滿足酸性氣服役所應(yīng)用的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。

安全操作的最低要求（3）--對(duì)所有的管理人員、與酸性氣接觸人員、設(shè)備操作、維護(hù)人員必須進(jìn)行硫化氫危害性及緊急救護(hù)方法等方面的培訓(xùn)。必須為上述人員提供檢測(cè)空氣中硫化氫（H2S）含量的最新式裝備。

安全操作的最低要求（4）--業(yè)主必須為操作和維護(hù)人員制定，并寫(xiě)出書(shū)面的安全程序。必須通過(guò)在安全會(huì)議上經(jīng)常討論有關(guān)自身硫化氫生產(chǎn)情況下的危害特點(diǎn)；而制定出有關(guān)酸性氣安全生產(chǎn)的企業(yè)文化。安全操作的最低要求（5）--對(duì)所有設(shè)備的腐蝕和輕微泄漏都應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)上述任何一種可識(shí)別的跡象時(shí)，都應(yīng)采取正確的步驟和措施。安全操作的最低要求（6）--必須將最新的SCADA監(jiān)測(cè)和自動(dòng)測(cè)量方法包括到整體的安全程序和酸性氣設(shè)備操作之內(nèi)。天然氣的爆炸和控制（1）1.定義2.爆炸的范圍3.天然氣爆炸的控制

1.定義（1）當(dāng)可燃材料與空氣混合并燃燒時(shí)，就引起溫度的升高；同時(shí)引起體積的突然膨脹。這種就像存在炸藥或炸彈一樣的劇烈的燃燒現(xiàn)象稱(chēng)之為爆炸。1.定義（2）爆炸只在一定的條件下發(fā)生。它主要取決于在空氣中有多少比例的天然氣存在。一旦在空氣中的天然氣處于爆炸極限的比例之內(nèi)；并滿足存在火源的條件下，一次天然氣的爆炸將被火源點(diǎn)燃。2.爆炸范圍內(nèi)（1）天然氣是混合物，所以，它沒(méi)有一個(gè)恒定的單位重量。它有一個(gè)爆炸的范圍。最大的和最小的爆炸極限分別稱(chēng)之為爆炸上限和爆炸下限。2.爆炸范圍內(nèi)（2）烴類(lèi)在空氣中的爆炸極限的百分比表3-3烴類(lèi)LowerLimit(%)UpperLimit(%)

甲烷5.015.0乙烷3.212.0丙烷2.49.5丁烷1.98.5戊烷1.48.0汽油1.46.02.爆炸范圍內(nèi)（2-1）表3-3指出（1）

當(dāng)甲烷在空氣中的含量在百分之5.0到15.0之間時(shí),它將燃燒。也就是說(shuō)，當(dāng)甲烷在混合物中太貧時(shí)（空氣的比例太富（多）），并不支持燃燒。2.爆炸范圍內(nèi)（2-1）表3-3指出（2）當(dāng)甲烷