硫化氫的來(lái)源(硫化氫的危害及預防)
硫化氫是一種無(wú)色的易燃氣體,它的毒性很大,并具有特有的臭雞蛋味。大自然中的生物腐爛過(guò)程和火山與地熱活動(dòng),釋放出大量硫化氫。它是大氣天然硫排放物的主要形式。由于它會(huì )較快地氧化成二氧化硫,所以硫化氫是二氧化硫的一個(gè)大的間接天然源。
硫化氫的來(lái)源
1.天然氣開(kāi)采時(shí)的脫硫尾氣
天然氣中都含有數量不等的H2S以及硫醇、硫醚、二硫醚、環(huán)狀硫化物(噻吩及其衍生物)等有機硫化物,有的還含有二硫化碳和硫氧化碳。
含硫天然氣不能直接作燃料,否則在燃燒時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量SO2污染大氣;含硫天然氣更不能作化工原料,因為它會(huì )給產(chǎn)品帶進(jìn)大量雜質(zhì),同時(shí)會(huì )使生產(chǎn)中所用的催化劑中毒,使之失去活性,甚至使生產(chǎn)過(guò)程不能進(jìn)行。因此,含硫天然氣在應用之前要用適當的方法脫硫,通常是用有機或無(wú)機溶劑吸收法脫硫,例如用K2CO3、NaOH、乙醇胺、環(huán)丁砜、二異丙醇胺、蒽醌二磺酸鈉(A.D.A)溶液、氨水等,將H2S和其他某些硫化物脫除到一定程度才能作燃料和化工原料使用。脫硫程度根據使用要求而定,例如,以天然氣作造氣原料的大型合成氨廠(chǎng),一般要求含硫量在0.5x10-6以下,有的要求在0.2x10-6以下。
天然氣脫硫一般是先用上述溶劑吸收,得到副產(chǎn)品H2S或初品工業(yè)硫磺。單用溶劑吸收不能達到脫硫工藝要求時(shí)再配合使用吸附分離(用活性炭、分子篩等作吸附劑)。
天然氣脫硫獲得高濃度H2S,再用克勞斯裝置回收硫磺,這是目前世界上除了天然硫以外最重要的硫的來(lái)源。
2.煉油工業(yè)廢氣
含高硫(4%以上)的原油在進(jìn)入常減壓蒸餾塔之前,要經(jīng)過(guò)脫硫。常用的方法是以γ-Al2O3為載體,以Co-Cu或Ni-Co為催化劑,在15.2MPa、350~300℃溫度下將H2氣通入原油,使原油中的硫轉變?yōu)镠2S而被脫除。在原油的深加工過(guò)程中,為了得到更多的輕組分油品(汽油和柴油),常常采用催化裂化,即在高溫和催化劑的作用下,原料中含的有機硫化物裂解并與氫發(fā)生反應而生成H2S,其反應為:
RSH+H2→RH+H2S
另外,CS2和COS在高溫下與稀釋水蒸氣發(fā)生水解也會(huì )產(chǎn)生H2S和CO2:
CS2+2H2O→2H2S+CO2
COS+H2O→H2S+CO2
在加氫精制過(guò)程中,使用Co-Ni-Mo催化劑,能將油品中的有機硫變成H2S、有機氮變?yōu)镹H3而從油品中分出。
煉廠(chǎng)氣中的H2S和硫化物可用溶劑吸收,解吸后放出高濃度的H2S氣體,可用克勞斯裝置回收硫磺。
3.煤氣中H2S污染
煤氣的制造是將煤干餾或氣化。其過(guò)程溫度為1000℃左右,在這樣高的溫度及還原氣氛下,煤中的有機硫受熱裂解轉變?yōu)镠2S,與少量殘留的有機硫一道進(jìn)入煤氣。為了保護環(huán)境和避免輸送煤氣的管線(xiàn)受腐蝕,煤氣在進(jìn)管道之前應脫硫
4.化學(xué)反應的含硫尾氣
染料化工廠(chǎng)生產(chǎn)硫化染料,用硫化鈉與有機中間體反應時(shí),在尾氣中含有高濃度的H2S。有機磷農藥生產(chǎn)廠(chǎng)用P2S5與甲醇合成酸基硫化物、與乙醇合成乙基硫化物作中間體的過(guò)程中,也有大量高濃度H2S產(chǎn)生。堿法造紙廠(chǎng)用堿蒸煮木材時(shí),有機物會(huì )生成有惡臭的硫醇和H2S;蒸煮后的黑液在焚燒回收堿時(shí),有部分芒硝被還原,并與水蒸氣反應產(chǎn)生H2S。粘膠纖維和玻璃紙廠(chǎng)是以短纖維與堿及二硫化碳合成堿纖維磺酸脂,再在硫酸、硫酸鋅溶液中凝固抽絲,CS2有三分之一變成H2S與未轉化的CS2、多硫化物一起逸散車(chē)間和排入大氣。此外,制革、橡膠、醫藥、二硫化碳生產(chǎn)等也產(chǎn)生一定數量的H2S廢氣。
5.地熱水逸散出的H2S
我國華南、西南地區有大量的溫泉和地熱水,這是一種重要的能源??梢岳脺厝逶?,地熱水發(fā)電。西藏地區尚未發(fā)現大的礦物燃料資源,但地熱水資源豐富,是一項重要的能源。地熱水大多含有相當濃度的H2S,所以溫泉和地熱發(fā)電站附近都有硫化氫臭味,有的令人難以忍受,需要脫硫。
硫化氫的危害
對人的危害主要是經(jīng)呼吸道吸收??沙霈F流淚、眼痛、眼內異物感、畏光、視物模糊、流涕、咽喉部灼熱感、咽干、咳嗽、胸悶、頭痛、頭暈、乏力、惡心、意識模糊,部分患者可有心臟損害。
1.重癥者可出現腦水腫或肺水腫。
2.極高濃度(1000mg/m3以上)時(shí)可在數秒鐘內突然昏迷、呼吸驟停,很快出現急性中毒,呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。硫化氫對粘膜的局部刺激作用系由接觸濕潤粘膜后分解形成的硫化鈉以及本身的酸性所引起。
對機體的全身作用為硫化氫與機體的細胞色素氧化酶及這類(lèi)酶中的二硫鍵(-S-S-)作用后,影響細胞色素氧化過(guò)程,阻斷細胞內呼吸,導致全身性缺氧,由于中樞神經(jīng)系統對缺氧較為敏感,因而容易受到損害。但硫化氫作用于血紅蛋白,產(chǎn)生硫化血紅蛋白而引起化學(xué)窒息,是主要的發(fā)病機理。急性中毒早期,腦組織細胞色素氧化酶的活性即受到抑制,谷胱甘肽含量增高,乙酰膽堿酯酶活性未見(jiàn)變化。
一般人對硫化氫的敏感度為0.01x10-6。低濃度(5x10-6以下)的H2S對人的粘膜和呼吸道有刺激作用,會(huì )引起眼結膜炎,同時(shí)極易被肺和胃腸所吸化。H2S進(jìn)入血液后,與血紅蛋白結合,生成不可還原的硫化血紅蛋白,發(fā)生中毒癥狀。H2S能與組織呼吸酶中的三價(jià)鐵結合,抑制組織呼吸酶的活性,特別是與谷脫甘酞相結合,影響了生物酶過(guò)程,影響組織的氧化、還原能力以致組織缺氧。長(cháng)期接觸低濃度H2S,會(huì )出現頭痛、疲倦無(wú)力、記憶力減退、失眠、胸痛、咳嗽、惡心和腹瀉等癥狀,還會(huì )出現點(diǎn)狀角膜炎。
H2S濃度大于20x10-6時(shí)已屬危險值;達200x10-6時(shí),能使嗅覺(jué)神經(jīng)完全麻痹;濃度大于(700~1000)x10-6時(shí),人會(huì )立即發(fā)生昏迷和因呼吸麻痹而迅速死亡。硫化氫是大氣污染物中毒性很大的污染物之一,必須嚴格控制。
硫化氫中毒的預防
1.防止硫化氫氣體泄漏,保持現場(chǎng)環(huán)境通風(fēng)良好,特別是局部通風(fēng)良好。
2.如果硫化氫氣體泄漏:現場(chǎng)人員應迅速撤離至污染區上風(fēng)側。處理人員必須佩戴防護用品,穿防毒衣.從上風(fēng)側進(jìn)入現場(chǎng),切斷火源,切斷泄露源。合理通風(fēng),加速氣體擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。如有可能,將毒氣用排風(fēng)機送入水洗塔或與塔相連的通風(fēng)櫥內。漏氣容器要妥善處理.修復、檢驗后方可再用。
3.儲運注意事項:硫化氫屬易燃有毒的壓縮氣。儲存于陰涼、通風(fēng)倉內。倉溫不宜超過(guò)30℃。遠離火源、熱源。保持容器密封。禁止使用易產(chǎn)生火花的器械和工具。搬運時(shí)輕裝、輕卸。運輸按規定路線(xiàn)行駛,勿在居民區和人口稠密區停留。
4.個(gè)體防護:配備防毒面具、防化學(xué)眼鏡、防化學(xué)品手套,崗位有空氣呼吸器。
5.使用硫化氫檢測儀實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測:硫化氫作業(yè)環(huán)境空氣中硫化氫濃度要實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測,一旦氣體濃度超過(guò)正常水平或達到危險值的一定比例時(shí),氣體檢測儀會(huì )發(fā)出聲光報警,相關(guān)人員應采取積極措施,減少硫化氫中毒及硫化氫爆炸事故的發(fā)生。