مخاطرات گاز (هیدروژن سولفوره) H2S در صنايع نفت و گاز

 

 

مخاطرات گاز (هیدروژن سولفوره) H2S در صنايع نفت و گاز

هيدروژن سولفوره   ( H2S )گازي است كه از تجزيه مواد آلي گوگرددار آزاد مي شود.

تماسهاي كشنده با اين گاز در صنابع متعددي  نظير استخراج گاز طبيعي -نفت – معادن زير زميني زغال سنگ – فاضلابها – صنايع لا ستيك سازي و دباغي ممكن است روي دهد.

مشخصات اصلي H2S

گازي بيرنگ با بوي تخم مرغ گنديده – بي نهايت سمي – قابل اشتعال – سنگينتر از هوا ست ( با دانسيته 189/1 ) و در سطوح تحتاني و چاله ها تجمع مي يابد . با شعله آبي مي سوزد و توليد دي اكسيد گوگرد ( SO2 ) مي كند. قابل حل در آب و هيدروكربنهاي مايع است و بتدريج اثرات خوردگي بر روي فلزاتي نظير فولاد دارد و در جداره مخازن توليد FeS ( سولفيد آهن ) ميكند كه فوق العاده آتشگير است و در هنگام تعميرات   ( Overhaul ) پالايشگاه مي بايست  مطابق با دستورالعملهاي ايمني اجرا شود .

بعلت ميزان قابل توجهي گاز هيدروژن سولفوره در ميادين  گاز پارس جنوبي ] بيش از  % 5/0( 5000 PPM )[  به گاز ترش(  ( Sour Gasموسوم است . بنابراين دستورالعمل ايمني مربوط حفاري – خدمات بهره برداري فرا ساحلي و انتقال گاز به پالايشگاه ساحلي لازم الاجراست .

( اثرات H2S و علائم هشدار دهنده )

رديف

غلظت

محدوده

1 غلظت كمتر از   1 PPm حد آستانه بويايي Odor Threshold ) )
2 10  PPm حد آستانه مجاز 8 ساعت كار   1TLV-TWA
3 15  PPm حد تماس كوتاه مدت  15 دقيقه مجاز STEL2
4 20  PPm حد آستانه سقفي TLVc3
5 100  PPm فورا براي سلامتي و حيات خطرناك است IDLH
6 100-150  PPm از دست رفتن حس بويايي
7 200-250  PPm تحريكات شديد وعلائمي نظير سردرد – تهوع – استفراغ و سرگيجه ؛ كه تماس طولاني مدت ممكن است باعث صدمات ريوي شود.
8 500  PPm قوه تشخيص وتعادل از بين ميرود20 تا 15 دقيقه اختلالات تنفسي رخ مي دهد.
9 700  PPm عدم هوشياري ؛ توقف تنفسي و مرگ طي 15 دقيقه اتفاق  مي افتد.
10 1000 PPm (% 1/0)

يا بيشتر

عدم هوشياري فوري ؛ تنفسي بلافاصله قطع و اگر عمليات احياء تنفسي انجام نشود ؛ فرد ميميرد.
1) Threshold Limit Value – Time Weight Average

2) Short Term Exposure Limit

3) TLV-ceiling

فيزيوپاتولوژي :

گاز H2S  جز گروه  گازهاي خفقان آور شيميايي است و در سالهاي اخير موارد متعددي از مسمويتهاي كشنده كارگران فاضلابها و پالايشگاه نفت گزارش شده است؛ در افرادي كه از مسموميتهاي شديد و خفيف زنده مانده اند ؛ هم نقايصي تاخيري عصبي و عصبي رواني ( روزها تا هفته ها ) و هم نقايص نسبتا حاد و عصبي ومزمن عصبي رواني ديده شده است.

H2S همانند سيانيد به آنزيم  سيتوكرم اكسيد از موجود در ميتو كندري سلول وصل شده و مانع فعاليت آن مي شود.و از اين طريق از متابوليسم سلولي اكسيژن جلوگيري ميكند.

علائم و نشانه هاي تحريك مجاري تنفسي و غشاء هاي مخاطي نشانه مسموميت با H2S است ؛ زيرا ساير موارد خفقان آور سمي ، محرك نيستند .

افرادي كه مبتلا به آسم برونشيولي – آنژين صدري – آمفيزم – صرع – آنمي – فشار خون بالا هستند و همچنين افراد الكلي نسبت به افراد عادي ، حساسيت  بيشتري دارند .

پيشگيري :

بوي هشداردهندهH2S بعنوان يك عامل حفاظتي قابل اعتماد نيست ؛ اين گاز عاري از خاصيت انباشته شدن در بدن است . مقدار گاز موجود در محيط ها ي كار را مي توان بوسيله كاغذ استات سرب ( CH3COOPb ) اندازه گرفت ؛ در غلظتهاي بيشتر از 34 PPm اين كاغذ به سرعت تيره مي شود .به علت اثر كشندگي تقريبا فوري H2S آموزش مداوم و آگاهي پرسنل در مرحله راه اندازي پالايشگاه و ورود گاز ترش به سيستم الزاميست و در اين راستا جهت كليه افراد آموزش ديده كارت آموزشي صادر مي گردد .كه چندين سطح آموزشي وجود دارد و در آموزش نكات ذيل تدريس مي شود .

الف ) بيان مختصري از خطرات H2S

ب) تشخيص آژيرها و اقداماتي كه بايد انجام داد .

ج ) تخليه محيط خطر و رفتن به محل تجمع ايمن1

د ) نحوه استفاده از ماسكهاي فرار و ( Escape mask ) و وسايل تامين كننده هوا با فشار مثبت SCBA ) )

ه ) عمليات نجات و كمكهاي اوليه جهت مصدوم شامل تكنيكهاي احياء

و ) برقراري سيستم هاي ارتباطي و گوشزد نمودن نكات ايمني به يكديگر ( Buddy System   )

نياز است كه هر چند وقت يكبار مانور شرايط بحراني2 تمرين مي شود ؛ تا پرسنل در مواقع اضطراري و نشتي گاز آماده مقابله با شرايط را داشته باشند .

علاوه بر  سيستم هاي هشدار دهنده ثابت گاز  (Toxic Gas Detector ) ( مانيتورهاي ثابت ) درمناطق خطرناك3 جهت پرسنل هم مانيتورهاي فردي (H2S Gas Alert Clip ) تهيه شده است كه در دوسطح         15 PPm , 10 PPm تنظيم شده و آلارم نوري و صوتي و لرزش ايجاد مي كند كه به محض نشتي گاز ا فراد   مي توانند ماسك فرار را استفاده نمايند و به محل تجمع  بروند .

1) Safe Breathing Area ( Muster Point )  ؛ 2)  Emergency Drill  ؛3 ) Hazardous Area

البته ماسك فرار صرفا جهت فرار است و نميتوان جهت نجات مصدوم استفاده نمود و ماسكهاي فرار در غلظتهاي حد آستانه مجاز ( REL , PEL ,TLV  )  و غلظتهاي بيش از  IDLH1 گاز توصيه نمي شود يعني بهتر است در غلظت كمتر از  100 PPm  استفاده نمود .

7 نكته در نشتي گاز الزاميست :

1) تخليه ( Evacuate  ) : فورا به محل تجمع ايمن برويد ؛ نكته مهم در نظر گرفتن جهت وزش باد كه از روي باد نما  ميتوان تشخيص داد و بهتر است در جهت عمود وزش باد حركت نماييد يا بالا دست منبع انتشار آلاينده قرار بگيريد .

2) اطلاع دادن ( alarm  ) : كه جستجوي فرد مصدوم از طريق راديو ( بي سيم ) – تلفن ( Hotline ) به اورژانس و آتش نشاني اطلاع دهيد .

3)  ارزيابي خطرات ديگر ( Assess ) : غفلت نكردن از خطرات جانبي

4)  حفاظت فردي ( Protect ) : قبل از نجات مصدوم حتما از وسايل حفاظت تنفسي ( SCBA ) كه در مناطق خطر پالايشگاه نصب شده استفاده نماييد .

5)  نجات مصدوم ( Rescue ) انتقال مصدوم به محل امن (وقتي امكان پذير است كه از 2SCBA استفاده نماييد )

6) احياء تنفسي( revive ) : اگر ضروري است به مصدوم تنفس دهان به دهان بدهيد .

7)  كمكهاي پزشكي ( Medical Aid ) انتقال به موقع مصدوم و استنشاق اكسيژن خالص نقش بسزايي در زنده ماندن دارد .

درمان : اساس درمان مسموميت با H2S دوري از مواجهه و انجام اقدامات حمايتي است ؛ علاوه بر اقدامات حمايتي اورژانس براي فردي كه دچار اختلال قلبي – عروقي و سيستم عصبي مركزي و عملكرد تنفسي است ؛ دو درمان اختصاصي ديگر موجود دارد .

اولين اقدام تجويز اكسيژن %100 است كه احتمالا براي ورم ريوي مفيد بوده ولي بدليل وجود در سلولهاي متابوليسم كننده بر مهار سيتوكرم اكسيداز موثر نخواهد بود .

دومين اقدام ؛ استفاده از آنتي دوت سيانيد ( نيتريت سديم ) است .

خطرات حريق :

دماي احتراق خود به خودي اين گاز260 oc است ؛ كه دماي بسيار پاييني است و حدود انفجار اين گاز بين % 4   تا % 46 است ؛ گاز H2S ممكن است تا فاصله قابل توجهي حركت كند و اگر به منبع احتراق برسد شعله برگشتي سريعي دارند .

و طبق كد 704 استاندارد انجمن اطفاء حريق آمريكا (NFPA )3 و سيستم اطلاعاتي مواد خطرناك محيط كار (

WHMIS ) 4

درجه بندي خطرات H2S به شرح زير است :

لوزي خطر :

iranhse.ir


 

Flammable F+ Very Toxic T+ Dangerous for the Environment (Nature) N

 

H2S Safety Factsheet

August 2004

Hydrogen sulfide (H2S, CAS# 7783-06-4) is an extremely hazardous, toxic compound. It is a colourless, flammable gas that can be identified in relatively low concentrations, by a characteristic rotten egg odor. The gas occurs naturally in coal pits, sulfur springs, gas wells, and as a product of decaying sulfur-containing organic matter, particularly under low oxygen conditions. It is therefore commonly encountered in places such as sewers, sewage treatment plants (H2S is often called sewer gas), manure stockpiles, mines, hot springs, and the holds of fishing ships. Industrial sources of hydrogen sulfide include petroleum and natural gas extraction and refining, pulp and paper manufacturing, rayon textile production, leather tanning, chemical manufacturing and waste disposal.

Hydrogen sulfide has a very low odor threshold, with its smell being easily perceptible at concentrations well below 1 part per million (ppm) in air. The odor increases as the gas becomes more concentrated, with the strong rotten egg smell recognisable up to 30 ppm. Above this level, the gas is reported to have a sickeningly sweet odor up to around 100 ppm. However, at concentrations above 100 ppm, a person's ability to detect the gas is affected by rapid temporary paralysis of the olfactory nerves in the nose, leading to a loss of the sense of smell. This means that the gas can be present at dangerously high concentrations, with no perceivable odor. Prolonged exposure to lower concentrations can also result in similar effects of olfactory fatigue. This unusual property of hydrogen sulfide makes it extremely dangerous to rely totally on the sense of smell to warn of the presence of the gas.

Health Effects of Hydrogen Sulfide

H2S is classed as a chemical asphyxiant, similar to carbon monoxide and cyanide gases. It inhibits cellular respiration and uptake of oxygen, causing biochemical suffocation. Typical exposure symptoms include:

L
O
W
0 - 10 ppm Irritation of the eyes, nose and throat
M
O
D
10 - 50 ppm Headache
Dizziness
Nausea and vomiting
Coughing and breathing difficulty
H
I
G
H
50 - 200 ppm Severe respratory tract irritation
Eye irritation / acute conjunctivitis
Shock
Convulsions
Coma
Death in severe cases

Prolonged exposures at lower levels can lead to bronchitis, pneumonia, migraine headaches, pulmonary edema, and loss of motor coordination.

Working with Hydrogen Sulfide

Most countries have legal limits in force that govern the maximum allowable levels of exposure to hydrogen sulfide in the working environment. A typical permissible exposure limit in many countries is 10 ppm. While the distinctive odor of H2S is easily detected, its olfactory fatigue effects mean that one cannot rely on the nose as a warning device. The only reliable way to determine exposure levels is to measure the amount in the air. Regular monitoring will help to identify areas and operations likely to exceed permissible exposure limits, and any areas that routinely pose overexposure hazards should be equipped with continuous monitoring systems.

With a vapor density of 1.19, hydrogen sulfide is approximately 20 percent heavier than air, so this invisible gas will collect in depressions in the ground and in confined spaces. The use of direct reading gas detection instrumentation should be required before entering confined spaces such as manholes, tanks, pits, and reaction vessels that could contain an accumulation of H2S gas.

Wherever possible, exposure should be minimised by employing adequate engineering controls and safe working practices. Such methods include ensuring good ventilation and changing work procedures and practices. Where engineering controls cannot adequately control levels of exposure, it may be necessary to supplement them with the use of suitable personal protective equipment (PPE) such as supplied-air respirators. A qualified industrial hygienist or safety professional should be consulted for guidance on the suitability and correct use of respirators.

Should a co-worker ever be overcome by H2S gas, do not attempt a rescue until you are properly protected yourself. The rescuer can very easily get caught out by venturing into a confined space without adequate protection. Remember that at levels above 200 ppm, collapse, coma and death due to respiratory failure can occur within seconds after only a few inhalations so you can be overcome yourself very quickly. Such incidents are sadly all too common and only serve to make the rescue effort twice as difficult.

 

مراجع:

1–  طب كار و بيماريهاي شغلي ؛ مولفين ماشاءالله عقيل نژاد و دكتر محمود مصطفايي ؛ انتشارات ارجمند 79

2 –  بهداشت شغلي و طب كار : دكتر صادقي حسن آبادي ؛ انتشارات مفيد 70

3 – HSE Manual ‏Total South Pars ؛   June 2002

4 –  WWW.Southernsafety.ab.ca/info