杜波 大慶油田設(shè)計院

硫化氫安全防護措施在希望油田轉(zhuǎn)油站的應(yīng)用

杜波 大慶油田設(shè)計院

希望油田主要包括2號含油構(gòu)造和北特魯瓦構(gòu)造兩部分。北特魯瓦構(gòu)造油氣田一次脫氣后天然氣中硫化氫含量高達11701.44mg/m3。硫化氫（H2S）是一種無色、可燃，比空氣略重的氣體，有劇毒。為使油田安全生產(chǎn)，從站址選擇、總平面布置、工藝設(shè)計、材質(zhì)選擇、自動控制、通風(fēng)設(shè)施、個體防護等10個方面對含硫作業(yè)場所采取了一系列安全技術(shù)防護措施，保證了生產(chǎn)的安全平穩(wěn)運行。

轉(zhuǎn)油站；硫化氫；生產(chǎn)過程；主要設(shè)備；防護措施

1 希望油田天然氣中硫化氫含量

希望油田位于賓里海盆地東緣中區(qū)塊，屬于哈薩克斯坦共和國阿克糾賓州貝加寧地區(qū)管轄的范圍，主要包括2號含油構(gòu)造（井號：A-n，n為自然數(shù)） 和北特魯瓦構(gòu)造（井號：CT-n）兩部分。北特魯瓦構(gòu)造油氣田一次脫氣后天然氣中硫化氫含量最高達11701.44mg/m3。硫化氫（H2S）是一種無色、可燃比空氣略重的氣體，空氣中爆炸極限為4.13%～45.5%(體積比)，標準狀態(tài)下密度為1.1539mg/m3，有劇毒。為使油田安全生產(chǎn)，硫化氫的防護措施在油田生產(chǎn)中尤為重要。

2 安全防護措施

2.1 站址選擇

希望油田轉(zhuǎn)油站位于希望油田CT-1井附近，CT-1井位于油區(qū)中部。在CT-1井附近已建1座計量站，區(qū)域內(nèi)無居民住宅、工業(yè)性建筑物，亦無古文化遺址、洞穴及生態(tài)保護區(qū)。

2.2 總平面布置

將站場按功能分成油氣處理區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、事故油罐區(qū)、變電所四個區(qū)域，油氣處理區(qū)、事故油罐區(qū)集中布置在站場東側(cè)，與輔助生產(chǎn)區(qū)之間用消防路分隔，有足夠的安全距離且地勢平坦。

2.3 工藝流程

油井來氣液混合物進站后經(jīng)斜管式捕集器預(yù)分離，天然氣和含水油分別進入一級氣液分離器進行分離，分離出的含水油通過外輸油泵增壓后輸送至第四油氣處理廠進行處理；分離出的天然氣經(jīng)天然氣除油器進一步處理、增壓后輸送至讓納若爾南區(qū)濕氣回注站，實現(xiàn)了生產(chǎn)工藝全密閉。

2.4 設(shè)備、管道及閥門材質(zhì)的選擇

2.4.1 機泵選擇

希望油田轉(zhuǎn)油站主要機泵為外輸油泵、事故泵、污水泵。外輸油泵、事故泵、污水泵選用臥式多級離心泵，材質(zhì)選用鑄鋼，同時要求屈服應(yīng)力≤360MPa，含鎳量<1%，硬度≤HRC22。

2.4.2 容器設(shè)備（非標設(shè)備）

（1）容器設(shè)備選擇。按表1進行容器設(shè)備的選擇。

（2）材料選擇。當(dāng)介質(zhì)為濕H2S應(yīng)力腐蝕環(huán)境時材料選擇需滿足以下條件：

表1 容器設(shè)備選擇

屈服強度≤355MPa；

抗拉強度≤630MPa；

材料使用狀態(tài)至少為正火＋回火、退火、調(diào)質(zhì)狀態(tài)；

碳當(dāng)量限制，低碳鋼和碳錳合金：CE≤0.40，CE＝[C]＋[Mn]/6；

低合金鋼（包括低溫鎳鋼）：CE≤0.45，CE＝[C]＋[Mn]/6＋([Cr]＋[Mo]＋[V])/5＋([Ni]＋[Cu])/15。

2.4.3 工藝管道及閥門

根據(jù)硫化物應(yīng)力開裂易發(fā)生于高強鋼的特點，標準要求輸送含有硫化物介質(zhì)管道的管材含鎳量<1%，管材的硬度≤HRC22，管線腐蝕余量選用4～5mm，所有工藝管線閥門均選用抗硫型閥門。

2.5 自動控制系統(tǒng)

2.5.1 生產(chǎn)過程控制

轉(zhuǎn)油站生產(chǎn)管理采用以計算機為主的PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)無人、少人值守，集中監(jiān)控，各系統(tǒng)數(shù)據(jù)、工藝流程和電視監(jiān)控圖像都可在中心控制室大屏幕顯示系統(tǒng)上顯示、連鎖、報警。

2.5.2 緊急停車（ESD）系統(tǒng)

希望油田轉(zhuǎn)油站設(shè)獨立的緊急關(guān)斷ESD系統(tǒng)一套。ESD系統(tǒng)采用故障安全型設(shè)計，ESD系統(tǒng)完成事故狀態(tài)下的單元設(shè)備停車、生產(chǎn)裝置停車、火災(zāi)全廠停車3級關(guān)斷控制。

2.5.3 可燃氣體及毒性氣體探測

油水泵房和氣體壓縮機房、原油處理裝置區(qū)、氣體處理裝置區(qū)設(shè)電化學(xué)式毒性氣體探測器，用以檢測硫化氫氣體。

2.6 設(shè)備及管道防腐

2.6.1 容器及火炬筒體防腐

強腐蝕性介質(zhì)容器內(nèi)表面防腐采用環(huán)氧底漆＋環(huán)氧面漆，2底4面，干膜厚度不小于300μm；弱腐蝕性介質(zhì)容器內(nèi)表面防腐采用環(huán)氧底漆＋環(huán)氧面漆，2底2面，干膜厚度不小于200μm。

2.6.2 管道內(nèi)防腐

根據(jù)管道內(nèi)介質(zhì)的腐蝕性對其內(nèi)表面進行腐蝕防護，其中強腐蝕性介質(zhì)管道內(nèi)表面防腐采用熔結(jié)環(huán)氧粉末加強級防腐。

2.7 通風(fēng)設(shè)施

油水泵房設(shè)置機械通風(fēng)+有組織自然通風(fēng)，壓縮機廠房設(shè)置機械通風(fēng)。有效的通風(fēng)可使管道、閥門等泄漏的可燃(有毒)氣體得到及時排出，控制可燃(有毒)氣體濃度在下限的25%以內(nèi)，以防廠房內(nèi)的可燃(有毒)氣體濃度超標。

2.8 人員逃生和救生

2.8.1 通信

設(shè)置完善的通信系統(tǒng)，一旦發(fā)生險情可及時請求救援。

2.8.2 危險監(jiān)督

在中心控制室采用DCS系統(tǒng)及安防系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳到中心控制室。

2.8.3 風(fēng)向標

希望油田轉(zhuǎn)油站安裝4個風(fēng)向標，分別設(shè)置在中心控制室門前、油氣集聚區(qū)、罐區(qū)、容器區(qū)。

2.8.4 油氣安全崗及油氣安全島的設(shè)置

油氣安全崗設(shè)置在中心控制室的綜合值班室，油氣安全島設(shè)置在綜合值班室圍墻外15m處。

2.8.5 防護用具位置

正壓呼吸器、便攜式探測器等防護用具均放置在綜合值班室內(nèi)，由專人負責(zé)。

2.8.6 個體防護

按照《含硫化氫的油氣生產(chǎn)和天然氣處理裝置作業(yè)的推薦做法（SY/T6137-2005）》的要求，大氣中硫化氫濃度有可能超過15mg/m3時，應(yīng)配備便攜式檢測裝置。當(dāng)工作環(huán)境中硫化氫濃度超過15mg/m3時，任何人都要配戴帶全面罩的個人正壓式（供氣式或自給式）空氣呼吸器，配備勞動防護用品及防護用具。

2.9 人員培訓(xùn)

涉及潛在硫化氫的油氣開采區(qū)域的生產(chǎn)經(jīng)營單位，應(yīng)警示所有人員（包括雇主、服務(wù)公司和承包商）在作業(yè)過程中可能出現(xiàn)硫化氫的大氣濃度超過15mg/m3的情況。在該區(qū)域工作的所有人員開始工作前都應(yīng)接受培訓(xùn)，所有雇主，不論是生產(chǎn)經(jīng)營單位、承包商或轉(zhuǎn)包商，都有責(zé)任對自己的雇員進行培訓(xùn)和指導(dǎo)，被指派在可能會接觸硫化氫區(qū)域工作的人員應(yīng)接受硫化氫防護安全指導(dǎo)人員的培訓(xùn)。

2.10 應(yīng)急預(yù)案

應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包括應(yīng)急響應(yīng)程序，該程序提供有組織的立即行動計劃以警報和保護現(xiàn)場作業(yè)人員、承包方人員及公眾。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)考慮硫化氫和二氧化硫濃度可能產(chǎn)生危害的嚴重程度和影響區(qū)域，還應(yīng)考慮硫化氫和二氧化硫的擴散特性。

3 結(jié)語

由于轉(zhuǎn)油站多數(shù)設(shè)備是在一定壓力和溫度下進行操作，且處理的物料硫化氫含量高，因此本文從站址選擇、平面布置、工藝流程、材質(zhì)選擇、自動控制、設(shè)備管道防腐等10個方面對含硫作業(yè)場所采取了安全防護措施，使希望油田轉(zhuǎn)油站投產(chǎn)后，能安全平穩(wěn)地運行。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.053

杜波：工程師，1985年畢業(yè)于湖南省計算機專科學(xué)校，現(xiàn)工作于大慶油田設(shè)計院安全評價所。

（0459）5902800、dubo_dod@petrochina.com.cn

（欄目主持 樊韶華）