某油区高浓度硫化氢达标治理研究和应用

随着油田开发时间的不断延长,原油中组分发生较大的变化,尤其是含硫油井数和硫化氢含量均呈大幅上升趋势,高浓度硫化氢对工作人员和井站周围百姓的身体健康造成了极大威胁,生产运行过程中对井下管柱、地面管网、设备设施等造成较大腐蚀破坏,对环境造成较大影响,同时高含硫伴生气的放空燃烧也造成极大的浪费。基于此,综述了硫化氢产生的危害,并针对性的提出治理措施,按照“源头加药,密闭集输,集中脱硫,材质抗硫,泄漏报警,自控完善,防护配套”的原则开展高浓度硫化氢的达标治理。通过一系列的治理措施,确保了地面管网和设备设施的全密闭安全平稳运行,消除了高浓度硫化氢对人员造成的危害,实现了高含硫伴生气的全部回收和利用,达到了节能减排的目的,产生了较好的社会效益和经济效益。对其它油田高浓度硫化氢的达标治理具有一定的借鉴意义。

硫化氢环境下老旧管道失效概率评价方法研究

老旧管道在服役过程中存在着失效风险,而影响老旧管道失效的因素有很多,在众多影响因素中硫化氢对管道产生的腐蚀损伤较严重。为解决受腐蚀损伤的老旧管道安全评估问题,文章建立了一种在硫化氢环境下老旧管道失效概率评价方法。以在硫化氢环境中使用了约20年的老旧集气管道为研究对象,采用蒙特卡洛法模拟管道服役过程中的动态压力和腐蚀损伤引起的剩余强度的变化,计算了单一腐蚀因素引起管道失效的概率,并通过正态分布概率给出管道使用的安全范围。研究结果表明:投运20年以上的含硫老旧管道在氢致开裂实验与应力腐蚀开裂实验中,均未发生开裂。根据模型计算得出,老旧管道依旧可以安全服役,但服役6年后失效概率超过0.5,需要进行整修工作,服役27年后,管道内腐蚀严重,剩余强度降到3.82 MPa,需要更换管道。通过模拟得到了失效概率与腐蚀缺陷和服役时间的关系,为老旧集气管道再服役提供理论依据和参考价值。

基于改进络合铁法的含硫化氢尾气处理工艺模拟与优化

目的有效处理含硫尾气,确保装置“安、稳、长、满、优”运行。方法采用Aspen Plus V11软件基于Peng-Robinson热力学模型对改进络合铁装置的H_(2)S处理过程进行了全流程模拟,并根据Box-Behnken Design对其进行了响应面设计,得到了最佳H_(2)S脱除率及其对应的优化操作参数。结果此模拟流程能够较好地反映改进络合铁装置的实际运行情况,可以作为后续优化研究的基础模型。当循环溶液温度为47.2℃、循环溶液中Fe^(3+)质量分数为8.4100%、循环溶液体积流量为3.12 m^(3)/h、电解槽电压为0.64 V时,改进络合铁装置的H_(2)S脱除率高达99.999988%。此时,外排气中H_(2)S质量浓度为9.5 mg/m^(3),完全可以满足外排气中H_(2)S质量浓度不大于10 mg/m^(3)的约束条件;t检验结果表明,采用响应面法优化得到的预测值和验证值之间不存在显著差异,其准确度一致。结论该研究结果可为进一步提升含H_(2)S尾气处理水平提供准确、可靠的理论支撑和数据来源。

基于蒙特卡罗的硫化氢吸附-扩散机理

为了明确硫化氢(H_(2)S)在煤中吸附扩散的微观动力学机理,揭示不同温度、压力对煤吸附H_(2)S分子吸附扩散特性的影响机制,基于巨正则蒙特卡罗(GCMC)、分子动力学(MD)和密度泛函理论(DFT)方法,利用Material Studio软件研究了温度在273.15~313.15 K、压力1~1 000 kPa时H_(2)S在气肥煤大分子模型中的吸附扩散特征。结果表明:温度由273.15 K升至313.15 K时,H_(2)S的饱和吸附量由38.34 mL/g降至31.85 mL/g,降低了16.93%,当压力为1 kPa时,温度对吸附量的影响最为敏感。温度为293.15 K时,压力由1 kPa升至1 000 kPa时,最可几相互作用能由-39.391 kJ/mol升至-34.301 kJ/mol,随着压力的增加,最可几相互作用能先快速增加,后缓慢增加。在吸附H_(2)S过程中,H_(2)S的等量吸附热在36.63~41.43 kJ/mol内,为物理吸附,等量吸附热随着吸附量的增加呈现出负指数变化;H_(2)S的吉布斯自由能ΔG为-3.57~-24.57 kJ/mol,吸附熵ΔS为-0.126~-0.194 8 kJ/(mol·K),随吸附量升高ΔG和ΔS的绝对值线性降低,H_(2)S的吸附自发性和系统的混沌程度均降低。H_(2)S与气肥煤的相互作用能为-492.47~-3 390.95 kJ/mol,以范德华能为主,占总能量的58.67%,以静电能为辅,占41.33%,随着吸附量的增加,相互作用能绝对值增加,吸附量与相互作用能的变化具有一致性。H_(2)S与羧基的相互作用最强,羟基次之,H_(2)S在—OH、—COOH、—C=O周围存在双层吸附。温度由273.15 K升至313.15 K,H_(2)S分子的扩散系数由1.066×10^(-10)m^(2)/s升至2.025×10^(-10)m^(2)/s,温度升高会导致原本闭合的孔吼孔道打开,增加裂隙的连通性,温度升高,增加H_(2)S分子平均自由程,使得H_(2)S扩散能力增强,H_(2)S扩散活化能为11.206 kJ/mol。H_(2)S相对体积分数分布呈现多峰结构,H_(2)S在气肥煤大分子模型中呈层状结构分布。H_(2)S的极限吸附热为42.898 kJ/mol,H_(2)S与煤体上—OH、—COOH、—C=O活性基团产生氢键作用,H_(2)S在吸附初期存在微弱的化学吸附。

天然气中硫化氢含量及硫同位素联测方法

我国含硫化氢天然气勘探潜力巨大,硫化氢成因、来源、形成机制为石油工作者所关注。硫化氢含量及硫同位素是两项常用且重要的判识指标。因硫化氢的强毒性,国内很多实验室较少检测或取消了此类检测项目。通过前处理流程优选硫化氢转化试剂,同时通过改进同位素质谱仪配套设备——调试硫同位素法拉第杯离子束聚焦等参数,安装特制色谱柱、特氟龙管路、硫反应管等,搭建了硫化氢含量及硫同位素联测技术平台;其次将高纯二氧化硫标准气替换为低浓度、低压力、小体积的工作标准气,通过系统条件实验探索(稳定性,标样分析等),确定最优实验条件;最后将反应生成的固体沉淀物送入质谱仪中进行硫同位素组成信息的检测,通过与标准纯含硫物质同位素组成的信号对比,计算出待测气体中硫化氢含量。用该方法对鄂尔多斯盆地大牛地气田、富县气田、鄂西渝东红星地区部分含硫化氢天然气进行硫化氢含量和硫同位素测试,所测结果稳定、精度良好,同时与外部实验室比对结果吻合。与传统方法比,该方法一次进样可得到硫含量和硫同位素数值;优选醋酸银试剂一步化学法一次性转化,减少同位素分馏;另一方面将硫化氢转化为固态硫化银,与标准物质硫化银硫同位素直接对比,同位素溯源结果更具可靠性;以低浓度、低压力、小体积的二氧化硫作为工作标准气,降低了实验室安全风险和仪器损害,满足环保安全需求。

肝星状细胞通过胱硫醚γ-裂解酶/硫化氢(CSE/H2S)调控肝细胞癌细胞凋亡的作用及其机制

目的肝星状细胞(HSC)和硫化氢(H2S)信号分子作为肝细胞癌(HCC)微环境中重要的组分,参与调控HCC的发生发展等多种生物学进程。本研究通过HSC与肝癌细胞系共培养,探讨HSC通过分泌H2S参与调控肝癌细胞凋亡的作用及其机制。方法以HSC细胞系(LX-2)及肝癌细胞系(Hep G2、PLC/PRF/5)为研究对象。RT-q PCR和Western Blot(WB)法检测LX-2中H2S关键合成酶——胱硫醚γ-裂解酶(CSE)m RNA及表达水平;ELISA测定上清液LX-2产生的H2S浓度;二代测序、细胞免疫荧光、染色质免疫沉淀(Ch IP)及WB检测H2S(内源性和外源性)作用Hep G2和PLC/PRF/5细胞后,JNK/Jun B-TNFSF14信号通路基因、结合位点及相关蛋白。Transwell小室将LX-2分别与Hep G2和PLC/PRF/5共培养,CCK-8和流式细胞术检测肝癌细胞的细胞活力、凋亡,WB测定H2S-TNFSF14信号通路相关蛋白。所有细胞实验均重复3次。计量资料两组间比较采用成组t检验;多组间比较采用单因素方差分析或重复测量方差分析,进一步两两比较采用Dunnett-t检验。结果LX-2主要通过CSE合成H2S,LX-2培养上清液中H2S浓度随着时间延长逐渐增加[(22.89±0.08)pg/m L vs(28.29±0.15)pg/m L vs(36.19±1.90)pg/m L,F=79.63,P<0.05]。LX-2中CSE m RNA水平显著高于CBS m RNA和MPST m RNA(1.008±0.13 vs 0.320±0.014 vs 0.05±0.02,F=80.84,P<0.05)。当CSE被炔丙基甘氨酸(PPG)抑制之后,随着PPG浓度增加,H2S浓度下降(P<0.05)。LX-2分别与Hep G2、PLC/PRF/5共培养,随着培养时间延长,Hep G2(87.48%±0.82%vs70.48%±0.641%vs 52.89%±0.57%vs 45.20%±0.69%,F=1517.13,P<0.001)和PLC/PRF/5(92.41%±0.48%vs 74.10%±0.73%vs 53.70%±0.60%vs 44.00%±0.27%,F=2626.21,P<0.001)细胞活力降低;凋亡增加(Hep G2:12.88%±0.64%vs15.5%±0.16%vs 18.43%±0.37%vs 13.01%±0.58%,F=142.15,P<0.001;PLC/PRF/5:8.51±0.05 vs 12.80±0.33 vs 15.59±0.21 vs 10.72±0.30,F=676.40,P<0.001),第3天最显著。二代测序显示,内源性H2S(LX-2产生)和Na HS(外源性H2S供体)参与调控Hep G2中多种基因表达。Na HS和LX-2通过释放H2S,激活肝癌细胞中JNK/Jun B信号通路、上调凋亡基因TNFSF14表达,且p-Jun B与TNFSF14基因转录调控区域结合增加。结论在肝癌微环境中,HSC通过信号分子CSE/H2S,激活了肝癌细胞中JNK/Jun B信号通路,TNFSF14表达增加,从而促进了肝癌细胞凋亡。

燃料油中硫化氢在线检测系统研制与验证

针对当前燃料油中硫化氢检测技术中存在的样品处理过程复杂、仪器损耗大、烃类干扰严重以及测试周期长等问题,提出了一种顶空气相色谱-荧光检测联用技术。利用顶空气相色谱-荧光检测联用技术实现了燃料油硫化氢的实时在线检测。测得的硫化氢浓度的相对标准偏差为3.21%,且其结果重现性较好。实际样品测试结果表明,顶空气相色谱-荧光检测联用技术与船用燃料油国家标准GB 17411—2015规定使用的英国石油学会标准IP 570/15方法测试结果相近,无显著差异,可以满足日常测试需求。同时,该检测方法针对不同理化性质的燃料油均表现出较高的适用性,有望应用于现场快速检测燃料油质量。

硫化氢与结直肠癌

机体内的硫化氢是一种微量气体信号分子,在肠道中由肠上皮细胞和肠道菌群代谢产生。越来越多的研究表明,结直肠癌患者伴有肠道菌群失衡和体内硫化氢水平增高现象。本文概要介绍机体内硫化氢的产生途径及其生理和病理作用,并讨论了未来呼出气中硫化氢水平用于结直肠癌筛查与预警的可能性。

煤层硫化氢含量测定装置及方法综述

为使煤层硫化氢含量测定朝着信息化、智能化、自动化方向发展,需革新测定装置及技术方法。首先通过分析硫化氢在煤层中的吸附特性,从硫化氢测定装置构造便捷性、精确性等方面总结近年来测定装置研发及应用方面取得的成果;然后阐述国内外煤层硫化氢含量测定方法的研究现状;最后基于煤层硫化氢测定装置及方法的局限性,展望未来煤层硫化氢测量技术的发展方向,提出完善煤层硫化氢损失量计算误差的技术体系,构建煤样井下一体化破碎解吸系统、解吸气体自动化计量系统、智能化监测与自动化数据分析处理系统等。结果表明:采用内外双钻杆的煤矿井下取样方法,可补偿钻进取样过程中硫化氢损失量;测定装置配备井下直接粉碎设备、过滤器、负压真空罐及传感器,可用于井下直接抽气,以提高煤层硫化氢含量测定的准确性。

泄漏硫化氢干法应急处置安全性及工艺研究

目的在高含硫油气井和炼化厂脱硫装置生产过程中存在硫化氢(H_(2)S)泄漏的风险,而以物理稀释为主的应急处置方法效率低,影响应急救援。拟采用气体捕集与干法脱硫相结合的工艺进行泄漏H_(2)S的处置,并对泄漏气体中引入空气是否会影响干法脱硫的安全性和脱硫剂的性能开展实验研究。方法通过模拟泄漏H_(2)S干法处理流程,对比测试了活性炭、氧化铁和氧化锌等不同类型干法脱硫剂的穿透硫容和床层温升,优选出性能更好的脱硫剂。以优选脱硫剂为研究对象,考查在不同H_(2)S含量的条件下,空速和空气含量对其温升、穿透硫容、脱硫精度和副反应的影响。结果从8种不同厂家提供的氧化铁脱硫剂中优选出穿透硫容最高的3#脱硫剂,在原粒度模拟工况条件下,其穿透硫容可达到18.2%;脱硫剂床层温升随着H_(2)S含量的增加而升高,随着空速和空气含量的增大,脱硫剂床层温升呈现先迅速升高后趋于平稳甚至略有下降的趋势,最高不超过40℃;当空气体积分数超过25%时,脱硫剂穿透硫容提高约50%,空速与穿透硫容呈明显负相关性;当空速低于1000h-1时,穿透硫容超过25%,空气含量对脱硫精度和副反应无影响;在H_(2)S穿透前和空速低于2000h-1的条件下,没有生成副产物二氧化硫(SO_(2))。结论采用干法脱硫工艺对泄漏H_(2)S进行处理,会同时发生脱硫和再生过程,床层会产生一定的温升,没有生成副产物SO_(2),具有较高的安全性。空气的加入提升了脱硫剂的硫容性能,在对泄漏H_(2)S进行干法应急处置时空气体积分数应大于25%,空速应低于1000h-1。

高强度抗硫管钢的抗硫化氢应力腐蚀影响研究

随着深井、超深井的不断开发,兼顾超高强度和高抗硫性能的抗硫管需求越来越多,而随着钢的强度增加,其抗硫化氢应力腐蚀开裂敏感性也随之增加。基于对低合金钢抗硫化氢应力腐蚀影响机理的认识,通过成分合理设计、超纯净钢冶炼、环形炉加热制度、热处理性能窄幅控制等措施,开发了基于微观组织、析出相、强度、夹杂物、偏析等控制的110 ksi(1 ksi=6.895 MPa)及以上钢级高强度抗硫管产品。

碘量法测定天然气中硫化氢标准适应性研究

GB/T 11060.1—2010中碘量法是天然气气质中硫化氢限制指标的测定方法之一,是GB 17820—2018《天然气》中硫化氢含量的仲裁方法。现行GB/T 11060.1—2010被广泛应用,在应用中发现存在的主要技术问题:(1)硫代硫酸钠标准滴定溶液配制和标定与GB/T 601—2016规定不完全相同;(2)对于产品天然气中硫化氢含量低,按该标准要求分析一个样品需要4~9 h,方法使用受到限制;(3)按标准规定的试样参考用量,吸收硫化氢的溶液中硫化锌沉淀多、颗粒大,滴定终点的颜色不明显,影响测量结果准确度。通过开展GB/T 11060.1—2010标准适应性研究,考察了标准溶液的配制和标定方法,以及不同的取样量、取样流速和吸收器等对测量结果的影响。研究结果表明:按照GB/T 601—2016配制的0.1 mol/L硫代硫酸钠标准滴定溶液并标定,由于滴定管校准、滴定速度和分析天平精度原因,标定结果不能完全符合GB/T 601—2016要求;硫化氢含量<28.7 mg/m^(3)试样参考用量降低为50 L,其重复性和再现性完全满足标准要求。根据实验结果、标准适用性和操作性等因素,提出了GB/T11060.1—2010的修订内容并修订发布GB/T 11060.1—2023。针对GB/T1106.1—2023新标准进行解读,以便使用者能更好地理解和掌握新标准,确保新标准的有效实施。

基于AIE效应的内源性硫化氢荧光探针的研究进展

合理设计监测内源性硫化氢的荧光探针分子有助于充分了解其生理和病理功能.目前,在研的检测硫化氢的小分子荧光探针多存在聚集诱导猝灭效应,因此克服此缺陷的聚集诱导发光效应荧光探针的研究受到越来越多的关注.本文结合研究实践简要综述了近几年具有聚集诱导发光效应的化学反应型硫化氢活体成像荧光探针的研究进展及设计思想并进行展望,以期对该领域研究提供一些借鉴和思考.

五虎山煤矿综采面硫化氢扩散规律及治理技术研究

针对五虎山煤矿011205综采工作面割煤期间硫化氢浓度高的问题,根据综采工作面现状,采用CD4型硫化氢便携仪测得割煤期间采煤机司机位置以及采煤机下风侧10、15、20、25 m断面不同测点的硫化氢浓度,经测试数据分析得出采煤机逆风割煤扩散至司机处的硫化氢浓度大于顺风割煤时的硫化氢浓度,硫化氢经风流作用向电缆槽和回风巷方向扩散。根据测试数据分析,提出采用滚筒+支架喷雾方式(喷雾用水添加硫化氢吸收剂)进行硫化氢治理的技术方法;通过井下现场试验测试,选定喷雾压力8 MPa、硫化氢吸收剂浓度2.5%的工艺参数,在这一条件治理下,司机位置处硫化氢浓度为0.00106%,治理效率达到90.2%。

硫化氢对盐胁迫下达乌里胡枝子生长和抗氧化系统的影响

为探讨外源硫化氢对盐胁迫下达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)幼苗生长和抗氧化系统的影响,本试验以盐胁迫下的达乌里胡枝子为研究对象,通过施加不同浓度的外源硫化氢,并在盐胁迫第0,10,20,30 d分别测定幼苗的生长特性和抗氧化系统指标。结果表明:施加外源硫化氢缓减了盐胁迫对达乌里胡枝子幼苗生长的抑制作用,提高了盐胁迫下达乌里胡枝子幼苗抗氧化酶活性以及抗坏血酸和谷胱甘肽含量,增加了叶片相对含水量,降低了叶片相对电导率以及丙二醛的含量。综上所述,施加外源硫化氢在一定程度上提高了达乌里胡枝子幼苗叶片的抗氧化酶活性,延缓了膜脂过氧化的发生,因此增强了达乌里胡枝子幼苗对盐的耐受性。

渤海Z油田硫化氢产生菌群落组成分析

文章对渤海Z油田注入井和采出井中的硫化氢产生菌进行了定量分析,同时采用高通量测序技术对硫化氢产生菌群落组成进行分析,发现相较于注入井,采出井中微生物的多样性更加丰富,能够检测出种类更多、相对丰度更高的硫化氢产生菌,相对丰度由1.19%升至23.08%。其中,Desulfofundulus、Thermodesulfovibrio、Pseudothermotoga、Soehngenia等耐热、嗜热硫化氢产生菌的检出,展现出该油田内源微生物高温产硫化氢的潜力。文章揭示了渤海Z油田硫化氢产生菌的群落组成,为治理海上油田次生硫化氢危害提供了有力支撑。

轻烃回收装置轻石脑油硫化氢含量高及降硫化氢措施

轻烃回收装置所产轻石脑油(主要为C5组分)全部去化工做裂解原料,设计轻石脑油中总硫含量为400 mg/kg,该设计总硫为油品中平衡有机硫,未考虑因炼制高硫原油导致的轻石脑油气相中H_2S含量超高问题。送至化工的轻石脑油H_2S含量超出了乙烯对石脑油H_2S含量,严重影响到化工轻石脑油罐的安全运行寿命并对全厂产销平衡和效益将会带来严重压力。通过分析石脑油分离塔的三股物料,确定混合石脑油和常顶一级油的硫化氢含量高。优化这两股物料的加工流程,经过解吸塔解吸,解决轻石脑油硫化氢含量高的问题。

海上油田硫化氢的危害与防护浅析

硫化氢是一种十分危险的气体,存在于海上石油工业钻井、井下、采油(采气)作业、油气集输及炼制等各个环节,对油气田设备、管道具有较强的腐蚀作用,也会危害到工作人员的生命安全。通过对海上某油田A设施硫化氢防护相关措施进行梳理,总结了海上生产设施关于硫化氢防控采用的优良设计及管理办法,为后续海上油气田开发提供借鉴。

渤海湾某油田硫化氢治理案例

渤海湾某油田开采较早,均已经开采至中后期,标记平台为中心处理平台(CEP平台)除自身油藏存在一定的硫化氢外,其后期注水过程中会存在一定的SRB细菌,SRB也会产生硫化氢。硫化氢的存在一方面会对管线造成腐蚀;另一方面会对人员造成一定的安全隐患及污染环境。本文概述了硫化氢的形成原因,并且对油田现场进行检测,检测过后根据检测数据提出治理方案,目前效果明显。

煤矿硫化氢治理改性碱液实验研究

为了提高煤矿硫化氢治理碱液的吸收效率,以单一碳酸钠碱液为基础原料,通过添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、氧化剂双氧水对吸收碱液进行改性处理,分别探讨了试剂添加量对硫化氢气体去除效率的影响。实验表明:碳酸钠碱液浓度与硫化氢去除率成正相关性,当碳酸钠溶液浓度增加到2%时,硫化氢初始去除率为100%,但经过振荡后,硫化氢二次散逸问题较为显著;随着十二烷基苯磺酸钠浓度的增加碱液对硫化氢的去除率逐渐提高,双氧水对碳酸钠溶液吸收硫化氢效果具有明显改善作用,最终通过实验分析结合实际情况,提出实验硫化氢治理改性碱液的最佳配比为:碳酸钠溶液浓度2%,表面活性剂浓度0.4%,氧化剂浓度0.6%。