原油管道清管作业硫化氢析出原因分析及模拟试验研究

为了得到原油管道检修过程中清管器推油换管作业出现的硫化氢质量浓度超标原因及其析出规律,通过分析管道检修典型作业流程,初步推断得到了硫化氢析出原因;并针对析出原因设计了缩比例试验,还原了清管作业过程,得到了原油中硫化氢在各个阶段的析出状况,根据试验结果确定了硫化氢析出原因,并得到了氮气流量对硫化氢质量浓度的影响规律。直管试验结果表明,直管推油过程中无论清管器卡阻与否,氮气放空基本不会出现硫化氢析出现象;弯管试验结果表明,产生高浓度硫化氢气体是由于清管器意外卡阻后,氮气穿过清管器直接与含硫原油接触,并且在地势高程差的作用下,对局部低点残留原油反复气提,导致放空时混合气体中硫化氢质量浓度超标。同时,对弯管试验数据进行分析表明,析出的硫化氢质量浓度受氮气对硫化氢的气提作用和稀释作用共同影响;在采取现场硫化氢质量浓度控制措施时,应根据实际管径及在输原油的硫化氢含量设计不同的注气流量。     

输油管道清管工艺中硫化氢气提及放散安全性研究

清管是原油输送过程中需要定期进行的重要作业,而工艺参数对其作业过程的安全性影响尚无系统研究.为深入探究当清管器发生意外卡堵时工艺参数对原油中硫化气提过程的影响,采用缩比试验的方法,搭建了一套与实际原油输送管道尺寸为1:6的试验系统,以某含硫原油作为试验油样,研究注气流量及压力对原油中硫化氢的气提效果,并利用ANSYS Fluent软件对回油完毕后的气体放散过程进行了数值模拟.结果表明:总体趋势上,在一定温度和操作压力下,注气流量越大,放散气中硫化氢气体浓度越低;温度和注气流量一定时,操作压力越大,放散气中硫化氢气体浓度越低;在环境风速一定的情况下,当放散作业临近结束、气体进入亚声速流动状态后,高浓度硫化氢的扩散范围较大.     

铁路运输含硫原油过程中H_2S挥发规律模拟试验研究

以塔河12区含硫原油为研究对象,通过模拟铁路运输原油工况,研究罐内原油中H_2S挥发规律.结果表明,铁路运输过程中原油里H_2S析出浓度与时间的关系近似为6次多项式,并建证了H_2S浓度随时间变化的曲线方程;对影响罐内原油中H_2S挥发的2个主要因素罐内原油温度和罐车振动强度进行了分析.结果表明,罐内原油温度是原油中H_2S挥发的主要影响因素,升高罐内原油温度可以明显增加H_2S的挥发浓度.加大罐车振动强度对原油中H_2S挥发有促进作用,但不明显.     

警惕硫化氢中毒

自1991年至今年头两个月,石化系统发生H_2S(硫化氢)中毒事故多起,43人中毒,17人死亡,对职工的安全和健康构成严重威胁。这些事故有50%是在一般生产操作过程中发生的。分析其原因,有工艺管理问题,也有职工缺乏对 H_2S致命危险的认识、采取防护措施不当的问题。 近些年来,炼进口原油比例增大,许多进口油含硫量高,加上加工程度不断加深,H_2S气体在大部份炼油化工装置及容器贮罐中存在。在加工含硫原油过程中,进行介质采样或瓦斯酸性气脱硫等作业时潜在着极大的H_2S中毒危险。同样,橡胶、人造丝、硫化染料、颜料生产和开挖沟渠、水井、隧道…     

海洋平台密集作业空间内H_2S扩散分析

针对含硫油气田开发生产中,硫化氢(H_2S)在振动筛房等密集作业空间内泄漏扩散造成的潜在人员毒害问题,从确定H_2S扩散规律、建立事故控制措施的角度展开分析.根据海洋平台空间环境特点,采取计算流体动力学(CFD)建立用于分析H_2S扩散过程的理论模型和数值模拟方案.就某海洋平台振动筛房在舱门关闭、打开和房内安装换气机3种条件下的H_2S扩散过程进行分析,确定H_2S浓度变化和分布规律.通过对比不同舱室条件下的H_2S影响程度,推荐在平台生产过程中封闭可能出现H_2S泄漏的舱室并安装换气机.进一步分析了换气机的工作效率,建立了简化数学模型以快速预测换气机工作时间,并与CFD结果进行了验证.     

原油管道氮气抑爆实验研究

为了探究不同浓度下的氮气对管道受限空间内油气爆炸的影响作用,通过原油实验管道测得不同油气浓度下的最大爆炸压力值,研究氮气对原油管道爆炸特性的抑制作用。研究结果表明:实验原油管道油气浓度在4.32%~14.25%区间管道油气发生爆炸,在低油气浓度的爆炸区间内,相近油气浓度的爆炸压力等爆炸特性上升较快,高浓度的爆炸区间内,变化较缓慢,在9.23%的油气浓度时爆炸特性变化最明显;在爆炸区间内充入浓度为0%~30%的不同浓度的氮气,随原油管道内氮气浓度的扩充,实验所测得爆炸区间不断压缩,在26%的氮气浓度时几乎不发生油气爆炸,且实验研究的爆炸特性均有所减弱。     

高含硫原油储运过程中硫化氢挥发数值模拟

分析高含硫原油储运过程中硫化氢挥发的主要影响因素,根据分子扩散原理、Fick第二扩散定律及相关热力学知识,建立了高含硫原油储运过程中的硫化氢挥发模型.以某油田高含硫原油储运过程为例,分析硫化氢挥发浓度与温度、挥发时间的关系曲线.结果表明,该模型可用来反映高含硫原油储运过程中的硫化氢挥发规律,预测硫化氢挥发浓度与挥发时间和温度的关系,也可为高含硫原油储运过程中的安全标准及安全措施的制定提供技术依据.     

有毒重气泄漏安全距离数值方法

以有毒重气硫化氢气体为对象,利用非正常排放扩散模型计算气体泄漏时地表扩散浓度场,对比研究两种极端大气稳定度条件下浓度场分布规律和特征,确定了各自情况下的安全距离。研究结果表明,大气稳定度对H2S扩散后果影响大,F条件下的浓度值相对较大但其扩散范围较小;该模型能定量地描述气体扩散地面浓度分布场,能快捷和科学地预测浓度和源强、风速、大气稳定度以及时间空间等的关系。笔者所用的方法克服了现实情况中安全距离设定单一的弊端,对有毒重气泄漏安全规划等有指导作用。     

用热力学分析大连“7·16”爆炸火灾事故

<正>从化学反应中的能量变化出发,通过相关化学反应的反应热计算得知:1 mol双氧水(H_2O_2)氧化1 mol硫化氢(H_2S)所释放的化学反应热,能够将原油中0.96 kg的癸烷从25℃(常温),加热至205℃(引燃温度),从而能形成2010年大连"7·16"爆炸火灾事故的点火源。事发原油管道中输入并储存了大量的H2O2(88 m~3),客观上又为燃烧提供了充     

注含氧氮气油藏产出气的爆炸极限与临界氧含量研究

西部某碳酸盐岩缝洞型油藏,在注入氮气的过程中,存在着氮气源内含有氧气的问题,这对油田的实际生产产生很大的安全威胁。为了研究该油藏注气的可行性,在室内进行了氮气不同含氧量条件下注入过程、生产过程以及处理过程中的安全性评估实验,得到不同含氧条件下注氮气驱的评价效果。研究表明:在高温高压油藏内部,氧气不会因分子质量较大等原因发生沉积;含氧氮气在油藏内部会与原油发生氧化反应,氧气含量越高,氧化反应越强;氧化产生的CO2对油藏的抽提作用明显,会使油藏流体变稠,气油比降低。文中用化学法和作图法对产出气体的临界氧含量作出简单确定,化学法确定临界氧含量为12%左右,作图法为16%,考虑到安全系数等因素,建议实际生产过程中氧气含量应低于8%。     

ALOHA在职业卫生评价中的应用——以炼化企业轻烃回收装置硫化氢模拟泄漏为例

正石油化工企业含有硫化氢(H_2S)的环节主要有:加氢、脱硫、废气处理、胺液闪蒸、硫磺转化等。职业性硫化氢中毒多由于设备损坏,输送管道及阀门漏气,违反操作规程,生产事故等致使硫化氢大量溢出。石油化工行业硫化氢中毒事故发生较多,造成的危害很大,若能在职业卫生评价中定量分析硫化氢泄漏的浓度及范围,可提高管理人员及作业人员对硫化氢中毒的重视程度。     

煤层注NaHCO_3溶液防治H_2S方法及效果研究

为防治矿井硫化氢(H_2S)涌出危害,提出采用煤层注碳酸氢钠(Na HCO_3)溶液的方法治理硫化氢。以某矿为例,采集硫化氢涌出煤层煤样,在实验室对其进行可注性和渗透性试验;到现场观测矿井硫化氢涌出特征,在E902和W910工作面实施煤层注碳酸氢钠溶液试验。研究表明:9号煤层为可注性煤层;支承应力区煤层渗透性差;硫化氢涌出量受回采强度影响较大,日割煤刀数越多,硫化氢涌出量越大,停采时涌出量较低;超前工作面25~50 m,煤层注碱流量较高,为0.2~0.5 m3/h;注碱量越大,硫化氢涌出量降幅越大。     

储运原油用新型脱硫剂安全性及经济性评估

为解决国内原油储运过程中硫化氢脱除剂低效、危险等问题,在吸收国际同类产品优点的基础上,结合我国现有条件,研发出安全、高效、环保的新型高含硫原油硫化氢脱除剂(HD)——三嗪类S1124-1和有机胺类K1128-1。讨论了这2种脱硫剂的作用机理。通过硫化氢含量检测管法,对比脱硫效果。重点阐述热稳定性评估原理、热稳定性试验方案。结果表明,S1124-1型脱硫剂的脱硫效果更好,S1124-1和K1128-1适用于原油储运环境。相对于国内外同期研发的其他脱硫剂,S1124-1脱硫剂在热安全性、脱硫效果、经济成本方面具有明显的优势。     

液化气球罐应力腐蚀开裂试验研究

由于炼制进口高硫原油,在炼油球罐检验中发现越来越多的内表面应力腐蚀裂纹。对球罐应力腐蚀开裂的原因和主要影响因素进行分析。从液化石油气球罐的安全性出发,采用线弹性断裂力学方法,针对16MnR和SPV50Q球罐所用钢材,在分析湿硫化氢环境下应力腐蚀开裂形式的基础上,通过改进的WOL预裂纹试样的应力腐蚀开裂试验,对不同球罐所用钢材、不同硫化氢浓度、不同焊接状态条件下的应力腐蚀开裂进行研究,并对设备所采用的材料、所处的介质浓度、材料的热处理状况等进行分析,并提出了防止对策。该方法也适用于液化石油气球罐应力腐蚀开裂,以预测事故的发生。     

过氧化氢除藻及相关环境条件优化

采用室内培养的方式,通过正交试验研究了H_2O_2质量浓度、光照、pH值和温度4个因素复合作用对铜绿微囊藻去除的影响。结果表明,在所设置的各因素梯度范围内,对去除铜绿微囊藻影响最大的因素是H_2O_2质量浓度;光照和pH值对藻细胞数和叶绿素a的去除,以及H_2O_2残留量的影响各不相同;温度对藻细胞数的影响最小,对H_2O_2残留量的影响较小,对叶绿素a质量浓度的影响较大。除藻的最佳组合为A_1B_2C_3D_2,即光照为1 500 lx,H_2O_2质量浓度为50mg/L,pH值为8.5,温度为25℃。     

NH3-H2O2气雾对氰化氢气体的消毒

采用NH_3-H_2O_2气雾对1 m3密闭试验舱内氰化氢气体进行消毒,采用单因素试验研究H_2O_2和NH_3质量浓度对消毒率和消毒反应速率的影响规律。结果表明,NH_3-H_2O_2气雾对HCN的消毒符合一级反应动力学特征,NH_3质量浓度对消毒反应速率有一定影响,但当NH_3质量浓度增加至20 mg/m3以上时,对反应速率几乎没有影响; H_2O_2质量浓度对消毒反应速率有显著影响,反应速率随H_2O_2质量浓度的提高明显增大。NH_3-H_2O_2气雾消毒剂的最佳配方为H_2O_2的质量浓度为120 mg/m3、NH_3的质量浓度为20 mg/m3,在此条件下对HCN进行消毒,在28 min时HCN的残余质量浓度为0. 92 mg/m3,可以达到GBZ 2. 1—2007《工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素》中有关HCN最高容许质量浓度MAC值(1 mg/m3)的规定。分析消毒机理为H_2O_2首先将HCN氧化为氰酸(HCNO),氰酸不稳定,在NH_3和水的作用下可以水解成碳酸铵,也可以进一步被氧化形成CO2和N2。     

原油脱除硫化氢技术新进展

原油中的硫化氢不仅会腐蚀设备、管道,降低原油品质,而且会严重威胁人身安全,因此在原油集输过程中脱硫是一个重要的环节。与天然气的脱硫化氢技术相比,国内的原油脱硫化氢技术还不够成熟,所以有必要开展原油脱硫化氢的技术研究。在广泛调研国内外文献的基础上,分析了原油物理脱硫技术、化学脱硫技术和生物脱硫技术的新进展,发现物理法脱硫是主要的脱硫技术,优质脱硫剂的研发是化学脱硫的关键但其效率受多因素影响,微生物竞争排斥技术是很具潜力的生物脱硫技术。     

氮气惰化抑制7-氨基头孢烷酸粉尘爆炸试验研究

以石家庄某制药企业生产的7-氨基头孢烷酸(简称7-ACA)粉体为研究对象,利用20 L球型爆炸系统研究氮气抑制粉尘爆炸的规律。通过设计的混气系统向爆炸容器内充入氮气以降低容器内的氧气体积分数,创造不同氮气体积分数环境来进行一系列粉尘爆炸试验。结果表明,在化学点火能量为10 k J、7-ACA粉尘质量浓度为775g/m3时,爆炸压力达到最大值。在该粉尘质量浓度条件下,随氮气充入量增加,其最大爆炸压力逐渐降低;当氧气体积分数达10.93%时,测试系统显示7-ACA粉尘不发生爆炸;继续充入氮气,也没有发生爆炸现象,表明抑爆效果明显。     

高硫油炼制企业H_2S中毒风险分析

随着企业炼油规模不断扩大及原油中含硫量不断提高,炼油企业中H2S中毒事故风险迅速增大。在对高硫油炼制企业H2S的分布及危险源状况分析的基础上,指出炼油企业存在两类H2S危险源,即含有H2S的气体和含有H2S的酸性水,炼油装置产出含H2S的气体中H2S含量一般在1%～92%,酸性水中H2S含量一般在0.01%～4.0%;介绍了不同H2S浓度等级的空气可对人产生的毒性危害后果,H2S在空气中数分钟内致人死亡的浓度为1500mg/m3;对炼油企业重大酸性气泄漏事故、酸性水泄漏事故进行定量毒性危害计算和分析,给出H2S毒性危害低危区、高危区及迅速致死区达到的下风距离及覆盖的区域面积,重大酸性气、酸性水泄漏事故迅速致死浓度可达到下风距离分别为300m和89m;指出H2S中毒已成为高硫油炼制企业的重大风险,应该加强安全措施,重点防控。     

污水井中气体分布规律及影响因素研究

为研究污水井中气体分布规律和影响因素,以北京市某区部分沟段污水井为研究对象,根据不同污水来源将沟段分为餐饮区、住宅区和商业区。在不同季节现场检测了不同分区污水井内氧气、二氧化碳、硫化氢等气体浓度,得出了气体分布规律和影响因素。研究结果表明,污水沟段内氧气、二氧化碳和硫化氢的分布情况受污水来源和季节影响;污水井内氧气和二氧化碳分布具有季节差异,夏季和秋季氧气含量较低,二氧化碳含量较高,春季和冬季氧气含量较高,二氧化碳含量较低;大部分污水沟段硫化氢含量超标,相对春、夏、秋3个季节,冬季硫化氢含量较低;相对商业区和住宅区,餐饮区污水井硫化氢含量超标最严重。