硫化氫是一種無(wú)色的易燃氣體,毒性極強,并有一種獨特的臭雞蛋味道。生物衰變的自然過(guò)程以及火山和地熱活動(dòng)釋放出大量的硫化氫。它是大氣中自然硫排放的主要形式。因為硫化氫氧化成二氧化硫的速度更快,所以它是二氧化硫的一個(gè)很大的間接天然來(lái)源。
硫化氫的來(lái)源
1.天然氣開(kāi)采過(guò)程中的脫硫尾氣
天然氣含有不同數量的硫化氫以及有機硫化物,如硫醇、硫化物、二硫化物、環(huán)狀硫化物(噻吩及其衍生物) ,在某些情況下還含有二硫化碳和含硫的氧化碳。
含硫天然氣不能直接用作燃料,否則燃燒時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量SO2污染大氣。含硫天然氣不能用作化工原料,因為它會(huì )將大量雜質(zhì)帶入產(chǎn)品中,同時(shí)會(huì )使生產(chǎn)中使用的催化劑中毒,使其失活,甚至使生產(chǎn)過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。因此,含硫天然氣在應用前應采用適當的方法進(jìn)行脫硫,通常采用有機或無(wú)機溶劑吸收,如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。,使H2S和其他硫化物在用作燃料和化工原料前可以得到一定程度的脫除。脫硫程度取決于使用要求。比如以天然氣為原料的大型合成氨廠(chǎng),一般要求硫含量在0.5x10-6以下,有的要求硫含量在0.2x10-6以下。
天然氣脫硫技術(shù)一般是先用上述溶劑可以吸收,得到副產(chǎn)品H2S或初品工業(yè)硫磺。單用溶劑吸收能力不能沒(méi)有達到提高脫硫工藝設計要求時(shí)再配合我們使用具有吸附分離(用活性炭、分子篩等作吸附劑)。
從天然氣脫硫中獲得高濃度的 H2S,從 Kraus 工廠(chǎng)回收硫,這是目前世界上除天然硫以外最重要的硫源。
2.煉油工業(yè)廢氣
高硫原油(4%以上)進(jìn)入常減壓蒸餾塔前必須進(jìn)行脫硫。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℃下向原油中通入H2氣體,使原油中的硫轉化為H2S而脫除。在原油深加工中,為了得到更多的輕質(zhì)油品(汽油和柴油),常采用催化裂化,即在催化劑和高溫的作用下,原料中所含的有機硫化物發(fā)生裂化,與氫氣反應生成H2S。反應如下:
RSH+H2→RH+H2S
此外,CS2和 COS 在高溫下用稀釋水蒸氣水解時(shí)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,可將油中的有機硫轉化為H2S,有機氮轉化為NH3,并從油中分離出來(lái)。
煉廠(chǎng)氣中的H2S和硫化物可用不同溶劑進(jìn)行吸收,解吸后放出大量高濃度的H2S氣體,可用克勞斯裝置可以回收利用硫磺。
3.煤氣中H2S污染
煤氣的制造是煤的蒸餾或氣化。工藝溫度為1000 °C 左右,在此高溫還原氣氛下,煤中有機硫被加熱轉化為 H2S,與少量殘余有機硫一起進(jìn)入煤氣。為了保護環(huán)境和避免輸氣管道的腐蝕,輸氣管道進(jìn)入前應進(jìn)行脫硫處理
4.化學(xué)反應含硫尾氣
硫化鈉與有機中間體反應時(shí),尾氣中含有高濃度的硫化氫。在以 P2S5和甲醇為原料合成酸性硫化物和以乙醇為中間體合成乙基硫化物的過(guò)程中,也產(chǎn)生了大量的高濃度 H2S。堿性造紙廠(chǎng)用堿煮木材時(shí),有機質(zhì)會(huì )產(chǎn)生惡臭的硫醇和 H2S,黑液燃燒回收堿時(shí),還原部分芒硝并與水蒸氣反應生成 H2S。粘膠纖維和玻璃紙廠(chǎng)以短纖維、堿和二硫化碳為原料合成堿性纖維磺酸鹽,然后在硫酸和硫酸鋅的溶液中固化和紡絲,三分之一的 CS2變成 H2S,從車(chē)間逸出,與未轉化的 CS2和多硫化物一起進(jìn)入大氣。此外,皮革、橡膠、醫藥、二硫化碳生產(chǎn)也會(huì )產(chǎn)生一定量的硫化氫廢氣。
5.逃離地熱水的H2S
我國華南、西南民族地區有大量的溫泉和地熱水,這是我們一種具有重要的能源??梢酝ㄟ^(guò)利用中國溫泉沐浴,地熱水發(fā)電。西藏發(fā)展地區經(jīng)濟尚未研究發(fā)現大的礦物燃料資源,但地熱水資源更加豐富,是一項非常重要的能源。地熱水大多都是含有一個(gè)相當濃度的H2S,所以對于溫泉和地熱發(fā)電站附近都有硫化氫臭味,有的令人難以忍受,需要提高脫硫。
硫化氫的危害
對人體的主要傷害是通過(guò)唿吸道吸收的??赡艹霈F眼淚、眼睛疼痛、眼睛異物感、畏光、視力模糊、流鼻涕、喉嚨灼痛、喉嚨干燥、咳嗽、胸悶、頭痛、頭暈、疲勞、惡心、意識模糊,部分病人可能有心臟損害。
1.嚴重者可出現腦水腫或肺水腫。
2.當濃度超過(guò)1000毫克/立方米時(shí),可在數秒內發(fā)生突然昏迷及唿吸驟停。硫化氫在黏膜上的局部刺激是由于硫化鈉接觸濕黏膜后分解及其本身的酸性所致。
對機體的全身作用是硫化氫與體內細胞色素氧化酶和二硫鍵(-S-S-)反應,影響細胞色素氧化過(guò)程,阻斷細胞內呼吸,導致全身缺氧。因為中樞神經(jīng)系統對缺氧很敏感,很容易受損。但主要發(fā)病機制是硫化氫作用于血紅蛋白,產(chǎn)生硫化物血紅蛋白,引起化學(xué)性窒息。急性中毒早期,腦組織細胞色素氧化酶活性受到抑制,谷胱甘肽含量增加,乙酰膽堿酯酶活性不變。
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經(jīng)濟作用,會(huì )引起眼結膜炎,同時(shí)也是極易被肺和胃腸所吸化。H2S進(jìn)入中國血液后,與血紅細胞蛋白可以結合,生成一個(gè)不可進(jìn)行還原的硫化血紅蛋白,發(fā)生導致中毒患者癥狀。H2S能與社會(huì )組織學(xué)生呼吸酶中的三價(jià)鐵結合,抑制企業(yè)組織通過(guò)呼吸酶的活性,特別是與谷脫甘酞相結合,影響了一些生物酶處理過(guò)程,影響公司組織的氧化、還原反應能力發(fā)展以致管理組織以及缺氧。長(cháng)期沒(méi)有接觸這些低濃度H2S,會(huì )出現嚴重頭痛、疲倦無(wú)力、記憶力功能減退、失眠、胸痛、咳嗽、惡心和腹瀉等癥狀,還會(huì )不斷出現點(diǎn)狀角膜炎。
當 H2S 濃度高于20x10-6時(shí),嗅神經(jīng)完全癱瘓。當濃度高于(700-1000) × 10-6時(shí),患者會(huì )立即陷入昏迷,死于呼吸麻痹。硫化氫是最具毒性的空氣污染物之一,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)。
2.如硫化氫氣體泄漏: 工地人員應迅速疏散至受污染范圍的背風(fēng)面。搬運人員必須穿戴防護裝備和防毒服。從迎風(fēng)面進(jìn)入現場(chǎng),切斷火源,切斷泄漏源。合理通風(fēng),加速瓦斯擴散。噴霧水稀釋和溶解。如果可能的話(huà),這些氣體將通過(guò)排氣扇或連接通風(fēng)柜的塔送到塔上。泄漏的容器必須妥善處理。經(jīng)過(guò)修理和檢驗,可以重復使用。
3.儲運注意事項:硫化氫是一種易燃有毒的壓縮氣體。儲存在陰涼通風(fēng)的倉庫中。倉庫溫度不應超過(guò)30℃。遠離火源和熱源。保持容器密封。禁止使用易產(chǎn)生火花的儀器和工具。輕拿輕放。交通工具應當按照規定的路線(xiàn)行駛,不得在居民區和人口密集區停留。
4.個(gè)體進(jìn)行防護:配備使用防毒面具、防化學(xué)眼鏡、防化學(xué)品安全手套,崗位有空氣檢查呼吸器。
5.實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測使用硫化氫探測器: 實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測硫化氫操作環(huán)境空氣中的硫化氫濃度,當氣體濃度超出正常水平或達到危險值的一定比例時(shí),氣體探測器會(huì )發(fā)出聲光報警。有關(guān)人員應采取積極措施,減少硫化氫中毒和硫化氫爆炸的發(fā)生。