天然气的防爆、防毒

天然气的防爆、防毒

目录(1)概述第一章什么是天然气?第二章

天然气是怎样形成的?第三章

天然气的组成?第四章硫化氢的危害第五章天然气的爆炸性

第一章什么是天然气?

1广义而言：自然界所有天然生成的可燃气体，如气田气，油田气，煤层气等。2凡是从地下采出的可燃气体，统称为天然气。3从地下采出的在常温常压下，其相态为气态的烃类和少量非烃类气体所组成的混合物。

第二章

天然气是怎样形成的?

1生油/气层，储油/气层；2储油/气层的构造特点生油/气层生油/气层1动植物的残骸2高温

3高压

4缺氧

5亿万年时间前

储油/气层1背斜（1）1背斜（2）储油/气层1背斜（3）—

储油/气层1背斜（4）—储油/气层储油/气层2断层储油/气层3向斜4岩性尖灭

4岩性尖灭储油/气层储油/气层条件

1高温

2高压

3不渗透的盖层

4不渗透的底层（底水，盐丘等）5封闭系统（圈闭）描述储油层的重要参数

1.孔隙度2.渗透率3.饱和度储油孔隙空间储油裂缝空间

地震勘探

钻井（1）钻井（2）钻井(3)钻井（4）钻头挪威海上钻井平台

采油/气（1）采油树（井口装置）采油/气（2）采油树（井口装置）采油/气（3）井底装置采油/气（4）驱动类型采油/气（5）——地面流程地面流程地面流程（油）地面流程（气）地面流程第三章

天然气的组成1.单质和混合物2.天然气是一种混合物3.一般天然气的组成

4.天然气的性质

天然气混合物(1)1.碳氢化合物--甲烷

CH4--乙烷

C2H6

--丙烷

C3H8

--丁烷

C4H10--戊烷

C5H12--己烷C6H14--庚烷C7H16..

....CnH2n+2

天然气混合物(2)1.碳氢化合物：烃类天然气混合物(3)天然气混合物(4)天然气混合物

(5)2.天然气中的非碳氢化合物--氮N2--二氧化碳CO2--氦He--硫化氢H2S--氧O2--水蒸汽H2O表1分子量组分

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

氮气N228.016O

氧气冲O232.00

水污H2O18.016

空气28.967

第四章

关于天然气中H2S的常识介绍天然气中H2S的常识介绍1.定义2.天然气加工处理的要求

3.表达在天然气中微量H2S浓度的单位4.H2S的危害以其预防控制1.定义（1）所谓的“酸性”天然气指的就是含有硫化氢(H2S)的天然气。1.定义（2）

当天然气混合物中的硫化氢含量已经超过了气体商品气所规定的限（定）值时，我们说该天然气是“酸性”的天然气。商品气一般指的是干线输送公司，或天然气的最终用户。1.定义（3）

许多公司或用户都制定了它们自己的规定。对销售的天然气中的硫化氢含量的最低限值。例如：加利佛尼亚（美国）州

每100标准立方英尺(scf)天然气中含有的硫化氢不大于1/4喱（1喱=0.0648克);

=5.75毫克/标准立方米(mg/m3);=体积浓度的限值为4ppm.1.定义（4）加拿大

每100标准立方英尺(scf)天然气中含有的硫化氢不大于1喱（1喱=0.0648克);

=23毫克/标准立方米(mg/m3);

酸性天然气中含有的硫化氢浓度从几个ppm到超过90%。1.定义（5）

一般，酸性天然气也含有二氧化碳（CO2）。由于硫化氢和二氧化碳都微溶于水。因此他们会使天然气携带的微量水（蒸汽）溶液呈弱酸性。通常把这种天然气称之为酸气。2.天然气加工处理的要求(1)

可出售天然气的规范严格限制了其中硫化氢和二氧化碳等的含量。因此，当把天然气输送到市场出售之前，必须将天然气中的上述组分加以脱除。2.天然气加工处理的要求(2)例如，大多数北美国家要求在市场上所出售的天然气必须满足下列的各项规范要求：

Specification

项目

可售出气的规范要求

英制单位

SI单位最大水蒸汽含量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最大总硫含量5grain/100acf115mg/m3最大氧（O2）含量0.3％byvol0.3％byvol.最低热值975Btu/scf36MJ/m3烃露点出<150Fat800psig<-100Cat5500kpa3.表达在天然气中微量H2S

浓度

的单位(1)用于表示天然气中硫化氢(H2S)浓度的单位取决于它在天然气中的含量多少。1.当硫化氢的含量大于0.1％时，其浓度常用其体积百分数，或克分子百分数表示。3.表达在天然气中微量H2S

浓度的

单位(2)2.当硫化氢的含量低于0.1％时，通常使用体积数的百万分之几(ppm)来表示。例如0.1%就等于1000ppm。3.在英制单位系统中，可出售气中硫化氢的含量用每100标准立方英尺气体中有多少喱来表示。而在SI（公制）单位系统中，这一限值则用每立方米气体中含有多少克（mg/m3）硫化氢来表示。

4.

H2S的危害及其预防控制论

--硫化氢（H2S）对人类健康的危害

--硫化氢（H2S）对碳钢和低合金钢的危害--安全操作的最低要求--天然气的爆炸和控制对人类健康的危害性(1)

H2S是十分有毒的气体。当它的浓度很低时（0.01ppmto150ppm），可以闻到臭鸡蛋的气味；在较高浓度下，对于探测到硫化氢（H2S）的存在，嗅觉是不可靠的对人类健康的危害性(2)当人吸入硫化氢时，通过血液的流动将它带带身体的各部分，包括大脑中的呼吸神经中枢。因此人的神经系统受到影响。最中导致人的呼吸停止。对人类健康的危害性(3)4.当空气中硫化氢的浓度为500ppm时，如果人暴露于其中，就会导致失去知觉，如果不及时地加以抢救，就会造成死亡。

人暴露于更高浓度的硫化氢场合可能会导致立刻死亡悲剧。对人类健康的危害性(4-1)Tab3-2H2S对健康的一般影响（1）H2S浓度Ppm一般影响_______________________________________0.01to0.3臭味的门坎(阈)值___________________________________________________1to5中等强度的令人不快的臭味。可能引起恶心、、流眼泪、头痛或矢眠。长时间暴露的影响是中等的。___________________________________________________108-小时的工作暴露极限。1515-分钟的工作暴露极限。20最高工作暴露极限。达到人员撤离水平。对人类健康的危害性(4-2)Tab3-2H2S对健康的一般影响（2）H2S浓度Ppm一般影响20-50轻度眼睛和肺部的感染。在暴露几天后，可能引起眼镜的损伤；可能引起消化系统的紊乱和失去食欲。100眼睛和肺部的感染。______________________________________________________150失去嗅觉，严重的眼睛和肺部感染。______________________________________________________500在30分钟内造成严重的眼睛损伤、肺部严重感染。在4-8小时之内引起知觉丧失和死亡。_____________________________________1000在1-2次呼吸中就可使呼吸停止。H2S对碳钢和低合金钢的危害（1）由于酸性溶液的存在，会出现下面的阳极和阴极反应：

在阳极处:

Fe←→Fe+++2eH2S+H2O←→H++HS-+H2OHS-+H2O←→H++S-+H2OH2S对碳钢和低合金钢的危害（2）在阴极处：

2e+2H+++S→2H++FeSFe+H2S→H2O→

FeS+2H+

阳极、阴极反应的结果阳极和阴极反应明显地引起下列有害的影响：

--普通的金属损失危害；--出现点蚀（一种常见的腐蚀现象）；

--导致出现氢致开裂；--导致氢脆和硫应力开裂。安全操作的最低要求（1）如果在操作中能够充分地采用和注意以下这些适当的个步骤，酸性气体的操作就可以安全地进行。下面是酸性气安全操作的最低要求：安全操作的最低要求（2）--设计和制造、安装的所有机器和设备所使用的材料和方法能满足酸性气服役所应用的规范和标准的规定和要求。

安全操作的最低要求（3）--对所有的管理人员、与酸性气接触人员、设备操作、维护人员必须进行硫化氢危害性及紧急救护方法等方面的培训。必须为上述人员提供检测空气中硫化氢（H2S）含量的最新式装备。

安全操作的最低要求（4）--业主必须为操作和维护人员制定，并写出书面的安全程序。必须通过在安全会议上经常讨论有关自身硫化氢生产情况下的危害特点；而制定出有关酸性气安全生产的企业文化。安全操作的最低要求（5）--对所有设备的腐蚀和轻微泄漏都应进行监测。当发现上述任何一种可识别的迹象时，都应采取正确的步骤和措施。安全操作的最低要求（6）--必须将最新的SCADA监测和自动测量方法包括到整体的安全程序和酸性气设备操作之内。天然气的爆炸和控制（1）1.定义2.爆炸的范围3.天然气爆炸的控制

1.定义（1）当可燃材料与空气混合并燃烧时，就引起温度的升高；同时引起体积的突然膨胀。这种就像存在炸药或炸弹一样的剧烈的燃烧现象称之为爆炸。1.定义（2）爆炸只在一定的条件下发生。它主要取决于在空气中有多少比例的天然气存在。一旦在空气中的天然气处于爆炸极限的比例之内；并满足存在火源的条件下，一次天然气的爆炸将被火源点燃。2.爆炸范围内（1）天然气是混合物，所以，它没有一个恒定的单位重量。它有一个爆炸的范围。最大的和最小的爆炸极限分别称之为爆炸上限和爆炸下限。2.爆炸范围内（2）烃类在空气中的爆炸极限的百分比表3-3烃类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.爆炸范围内（2-1）表3-3指出（1）

当甲烷在空气中的含量在百分之5.0到15.0之间时,它将燃烧。也就是说，当甲烷在混合物中太贫时（空气的比例太富（多）），并不支持燃烧。2.爆炸范围内（2-1）表3-3指出（2）当甲烷