天然气中硫化氢的来龙去脉

气中毒枭原始天然气是以碳氢化合物为主的混合气,既有作燃料及原料的有益组分,也有无用、有毒的组分。天然气中的硫化氢就是有毒的组分。硫化氢为剧毒气体,其浓度(大气中)为150ppm时就会刺激人眼、呼吸道,麻痹神经,浓度到800ppm时,2分钟就能致人死亡。

硫化氢对钻井用具(钻杆、套管等)及井口装置的钢材有强烈腐蚀作用,主要有电化学腐蚀、硫化物应力腐蚀、氢脆等;在采气、输气管线中,硫化氢腐蚀物与硫磺沉淀易造成管网堵塞和气层损害。因此人们视天然气中的硫化氢为毒枭.

追根探源我国天然气中普遍含硫化氢。一种是原生的硫化氢,有机质在地下热解成烃气的同时,伴生有硫化氢,如有机质热分解时产生的氨基酸、半胱?氨酸等均含有硫化物,它在40度---230度时,分解产生硫化氢;另一种是次生的,即烃气与硫酸盐化学作用产生的硫化氢,如1吨硬石膏与甲烷的化学反应可产生150立方米的硫化氢。根据天然气中硫化氢的组分量,可将原料天然气划分为低含硫气(H2S小于0.3%),中含硫气(H2S为0.3%---5%),高含硫气(H2S 大于5%)。一般而言,碎屑岩(砂岩)气层是低含硫的气;碳酸盐岩气层多是高含硫的气。区分天然气中硫化氢是原生的或是次生的,一个是地质环境识别法,另一个是作硫的同位素分析,区分轻、重硫同位素的多少即可。

预防有招开采含硫天然气有几百年的历史了,石油人积累了成套的经验,预防硫化氢的毒害有成套的招法,如钻井时,井场要选在地势高、空气易流通处。因硫化氢比空气重(相对密度为1.18),常在低凹处、避风处滞留。泥浆池要在下风处、钻具在上风处、放喷管线在下风处无人居住区；井场上要有泥浆——气体分离器、高压硫化氢的阻流器及应急装置(过氧化氢、碱性碳酸铜以除掉泥浆中的硫化氢)和MSA型防硫化氢面具。钻具及井口装置要选用防硫的钢材;钻井时泥浆要足以防硫化氢侵入井眼,保持泥浆PH值大于9,泥浆循环系统要适时监测并用碱处理。

采气井用抗硫的井口装置。在气田内部集气管网采用注防腐剂、涂防腐层、控制温度和流速、添加缓蚀剂等综合防腐措施,确保原始含硫天然气进入脱硫厂,经脱硫、脱水后净化的天然气才进入输气管网供用户使用。

变害为利从含硫天然气中回收硫磺是一举两得,变害为利的重大举措。早在上个世纪,法同唯一的世界级大气田---拉克气田,原始可采储量2600亿立方米,天然气中硫化氢组分量高达15.3%,从1957年开采气的同时就回收硫磺,每年回收硫磺5000吨,使法国成为世界第三大产硫国。我国四川从含硫天然气回收的硫磺,约占我国硫磺产量的30%,全世界硫磺产量50%来自含硫天然气。

含硫天然气经过脱硫后的尾气,其含硫量均在300ppm以下,对尾气再次脱硫后可使尾气中的硫回收率高达99.8%,实现无害排放。

居民、用户使用的天然气,不是原始天然气,而是经过净化处理后的天然气,其硫化氢含量在环保标准之内,用户闻到气味只是为防漏气而人工添加的臭剂。

综观天然气中的硫化氢,并非十恶不赦,在当今科技年代,完全可开采含硫天然气,而且一举两得,效益更高。