湿硫化氢腐蚀性研究原因

 

　　现代社会快速发展也伴随着能源需求的不断增加，控制温室气体排放保护环境情况愈来愈紧迫，洁净天然气能源的开发已成为我国能源发展的一项重要任务。2030年前后我国天然气年产量有望达到3×1012 m3。管道输送的天然气中的H2S、CO2和H2O等腐蚀介质导致管道内壁腐蚀开裂、穿孔事故给企业造成了巨大损失，同时影响到了正常的输气生产。20世纪50年代人们意识到管道中的硫化物是导致油田管道断裂的主要原因，人们便开始把这种腐蚀破坏称为硫化物应力腐蚀开裂 (SSCC)。众多学者开始对其机理进行研究。
 

 

　　自1980年以后我国研究人员人员通过加注缓释剂、加强清管等措施较有效控制了管道的内腐蚀，管道事故率有所下降但仍远高于发达国家的平均水平。雅克拉、大涝坝凝析气田集输系统投产仅两年就发生了严重腐蚀。现在大多数研究者对SSCC机理持两种观点即氢脆机理和阳极溶解机理。对于对氢脆比较敏感的材料，如超高强度钢等，多以氢脆或吸附机理来解释；对于对氢脆不敏感的材料，如奥氏体铜合金、不锈钢等则多以阳极溶解机理来解释。但由于SSCC的影响因素众多、腐蚀机理复杂，因此目前仍未有统一的认识。在对SSCC机理认识不充分的情况下，湿H2S环境中输气管道内腐蚀的防护也就不尽人意。

 

    存在硫化氢的行业

　　硫化氢可与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引导起燃烧爆炸。硫化氢的毒性危险性同样很大，就在2019年发生了上海小两口在自己厕所硫化氢中毒死亡的事件，硫化氢也被人们称为“神秘的杀手”。有很多行业也有这样的事件发生：没有佩戴或者正确佩戴过滤防毒面具的从业人员进入污水处理池或窨井时，无声无息地被硫化氢气体所“陷害”；有的生产经营单位在处理生产过程中的废液存在疏漏，废液在半路“分流”，其反应产生的硫化氢气体致使现场从业人员中毒或死亡；有的从业人员在作业现场中随便吸烟，乱扔的烟蒂而引燃了沉浮的硫化氢气体，造成从业人员致残或者性命葬送。

 

 

　　硫化氢在许多工业生产中是副产物。现在有70多种职业有机会接触硫化氢。这些职业包括采矿、石油开采与提炼、皮革制造、橡胶合成、造纸、煤气制取、人造纤维、印染、制糖、食品加工、染料等。此外，有机物腐败场地也有硫化氢产生，因此清理垃圾、阴沟、粪池、菜窖时，也会接触硫化氢。

 

　　硫化氢的几种测定方法

 

　　国家及行业标准中的方法是用碱性锌氨络合盐溶液吸收一定体积的气体，其中的硫化氢形成稳定的络合物。然后在硫酸溶液中，硫化氢与对氨基 N,N 二甲基苯胺溶液和三氯化铁溶液作用，生成亚甲基蓝。根据颜色深浅进行分光光度测定。测定结果用标准状况（0℃，1atm）下的浓度（mg/m³）表示。它表示在吸收时间内，被吸收气体所含硫化氢的量。该方法所用设备器材较多，测定时间长，不能立即显示测定结果。
 

 

　　标准碘量法：是检测钻井液中硫化氢体积分数常用的方法。此方法先用酸将钻井液预处理，把钻井液中以硫化钠（Na2S）形式存在的硫化氢转化出来，然后硫化氢与醋酸锌（ZnAc2）反应生成白色沉淀硫化锌（ZnS），将此溶于酸，再与标准碘液作用，然后用硫代硫酸钠（Na2S2O3）滴定过量的碘液，计算硫化氢的体积分数。此方法较准确，误差在5%以内。

 

　　快速测定管法：是快速测定管法也是现场检测大气 中硫化氢含 量常用的方法。原理是将吸附醋酸铅（PbAc2）和氯化钡（BaCl2）的硅胶装入细玻璃管内，抽取100mL含硫化氢的气体，在60s内注入，形成褐色硫化铅（PbS）。根据硅胶柱变色的长度测定硫化氢的体积分数。现场录井是在钻井液出口槽面上，用 注射器抽取气样，通过硅胶柱变色长度与标准尺比较，求得硫化氢的体积分数。此法具有简便、快捷、便于携带和灵敏度高的优点。

 

　　醋酸铅试纸法：利用醋酸铅试纸与硫化氢反应生成褐色硫化铅，与标准比色板对比求得硫化氢的体积分数。此法适用于钻井液和大气硫化氢测量，是一种定性和半定量方法。

　　硫化氢报警法：同样利用硫化氢与醋酸铅试纸反应使试纸变色这一原理，为了准确测定硫化氢体积分数变化，把发生化学反应的试纸与电路组合在一起，硫化氢的体积分数变化由仪器检测并自动报警。它可以连续检测大气中硫化氢体积分数并自动记录，当指针达到预定调节位置（对人体有害的许可值10*10^-6)时，仪器就发出警报。这种仪器已成为碳酸盐岩地层录井井场常用的必备仪器，通常称为硫化氢传感器。

 

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