硫化氢的形成机理与溶解度
硫化氢基础知识
1硫化氢的物性、来源及危害性1.1 硫化氢的物性硫化氢是可燃性无色气体，具有典型的臭鸡蛋味，相对分子量34.08，对空气的相对密度1.19，熔点-85.5℃，沸点-60.4℃，易溶于水，20℃时，2.9体积硫化氢气体溶于1体积水中，也易溶于醇类、醛类、二硫化碳、石油溶剂和原油中。
在空气中爆炸极限为4.3%-45.5%（体积比），自燃温度为260℃。
硫华氢对空气的相对密度是 1.19，比空气重，因此，它容易聚集在地势较低的地方——坑里、井里和沟道里，很容易溶解于水，又非常容易从溶解状态转变成游离状态。
1.2 硫化氢的来源原油是多种物质的混和成份，分布于地层中的孔隙和裂缝中。
由于地层中含硫化合物较多，加上地层中各种成岩作用，使H2S生成的渠道多种多样。
总的来说，石油中含硫化合物形成机理的各种见解可归纳为以下3点：①石油中的硫是从生物系统继承下来的；②石油中的含硫化合物是在碳酸盐岩地层中元素硫和石油中的化合物反应的产物；③含硫有机化合物的形成是由于微生物还原硫酸盐的结果。
目前已知的石油中硫化物有：硫化氢(H2S)，元素硫S，硫醇(RSH)，硫醚(R__S__R/)，二硫化物(RSSR)及残余硫(残余硫是一类结构暂时还不清楚的含硫化合物)。
在众多硫化物中，H2S所占的比例较大，其它含硫物质在一定的条件下也可能转化为H2S。
1.3 硫化氢的危害性硫化氢的危害，直接地主要体现在对人的伤害，对金属设备的腐蚀，对非金属元件、设备的老化；间接地对环境造成破坏、对生物产生毒副作用。
在油田开发生产中，硫化氢的危害突出地表现在对人的伤害，对设备的腐蚀破坏和对非金属设备的老化。
1.3.1 硫化氢对人体的伤害硫化氢为剧毒气体，空气中H2S含量达0.035mg/m3，人们即可嗅到臭鸡蛋味，当达到10mg/m3时，由于嗅神经麻痹，臭味反而不易嗅到，这正是最危险的时刻，往往会出现“闪电“式中毒死亡。
H2S可以与人体内某些酶发生作用，可抑制细胞呼吸酶活性，造成组织缺氧，对人体有全身毒性作用。
硫化氢
硫化氢理化特性和毒理作用一、H2S 物理特性硫化氢(H2S)为无色、有臭鸡蛋味、易燃、急性巨毒、酸性气体。
分子量为34.08，蒸汽压为2026.5kPa/25.5℃，闪点为<-50℃，熔点是-85.5℃，沸点是-60.4℃，相对密度为（空气=1）1.19。
易溶于水，易溶于醇类、石油溶剂和原油,20℃时蒸气压为1874.5kPa，空气中爆炸极限为4.3％~45.5％（体积比），自燃温度260℃。
二、H2S化学特性它在空气中的最终氧化产物为硫酸和（或）硫酸根阴离子。
硫化氢为易燃危化品，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
硫化氢在水溶液中可离解成HS-、S2-和H+离子。
在生理pH作用下，体内硫化氢总量的2/3离解成HS-离子，约1/3为未离解的氢硫酸（Ｈ2Ｓ），仅很少量离解成S2-，易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
与浓硝酸、发烟硫酸或其它强氧化剂剧烈反应，发生爆炸。
三、H2S的来源硫化氢的来源：硫化氢是某些化学反应和蛋白质自然分解过程的产物；某些天然物的成分和杂质；如石油、天然气、煤炭、地层水等。
生产过程中产生的产物：如采矿和有色金属冶炼、煤的低温焦化，含硫石油天然气开采、提炼，橡胶、制革、染料、制糖等工业中都有硫化氢产生。
沼泽地、沟渠、印染、下水道、隧道以及垃圾坑（池）、粪便池、生活费水池等作业，会产生Ｈ2Ｓ，火山喷气、矿泉中也常伴有硫化氢。
人体释放出的屁是含有极小量的硫化氢。
四、H2S毒理作用：硫化氢是强烈的神经毒物，对粘膜亦有明显的刺激作用。
浓度低时带恶臭(气味如臭鸡蛋的味道)，浓度高时反而没有气味(因为浓度高时硫化氢的臭味可以麻痹嗅觉神经)。
同时硫化氢是一种急性剧毒气体，吸入少量高浓度硫化氢可以短时间内致命。
低浓度的硫化氢对眼、呼吸系统及中枢神经都有影响。
急性毒性：较低浓度，即可引起呼吸道及眼粘膜的局部刺激作用；浓度愈高，全身性作用愈明显，表现为中枢神经系统症状和窒息症状。
油气田硫化氢形成机理及影响因素研究
油气田硫化氢形成机理及影响因素研究通过分析油气田开发的过程硫化氢产生的机理，提出了今后防治硫化氢主要从两个角度出发，一是研制高效的醇胺脱硫剂脱除以产生的硫化氢，二是杀菌剂的合成，从而消除硫化氢产生的根源-硫酸盐还原菌。
对于为进一步加强油气田安全开采提供参考。
标签：硫化氢；机理；醇胺法；硫酸盐还原菌为确保油田采油作业安全，防止硫化氢中毒事件的发生，避免硫化氢对生产设备的危害，减少硫化氢对环境的污染，文章结合国内外研究进展对硫化氢的形成机理及其影响因素进行了深入研究，为油田硫化氢治理提供一定的理论基础[1-3]。
1 油气田硫化氢产生的机理硫化氢是一种无色恶臭的有毒气体，属于二元弱酸，微溶于水生成氢硫酸（一种弱酸），随着油气田开发技术的进步，国内对于硫化氢问题给予了高度重视并进行了相关研究。
目前国内外普遍认为油气田开发过程中硫化氢的产生机理主要为以下几个方面：1.1 硫酸盐还原菌还原作用在油气藏地层深处通常含有大量的硫酸盐还原菌，一方面地层的温度（40℃左右）为其提供了滋生的条件，另一方面地层中含有大量的铵根离子及硝酸根离子，为硫细菌的生长提供了营养物质，通过对含有硫化氢的油水混合物进行破乳后取水样注射到细菌瓶中培养，发现含有铁钉的细菌瓶培养液颜色变黑，将细菌瓶打开后有恶臭气体溢出，从而得知硫酸盐还原菌的代谢产物含有大量的硫化氢，产生的硫化氢溶于水腐蚀了瓶中的铁钉。
此外，在油气田开的开发过程中经常通过注水井向油层注水以保持油层压力，部分未经过杀菌处理的污水常含有硫酸盐还原菌，地层中硫酸盐及油田水中的硫酸根在厌氧条件下，通过硫酸盐还原细菌的活动，同样会产生硫化氢气体[4]。
1.2 硫酸盐热化学还原反应在一定温度下（通常为120～150℃以上）硫酸盐矿物和有机物或烃类发生反应然后产生了硫化氢。
热化学成因认为油气藏中硫化氢源于地层中的含硫矿物与油气在地质条件下的化学作用。
由于地层深处的高温、高压条件，含硫矿物如CaSO4、MgSO4等可能与烃类发生化学反应生成硫化氢，同时在较高温度下，含硫有机物也可能发生热化学分解产生硫化氢。
煤矿瓦斯中硫化氢的危害与防治
煤矿瓦斯中硫化氢的危害与防治硫化氢(H2S)是一种剧毒的可燃气体，无色，带有臭鸡蛋气味。
其化学活动性极大，能使银、铜等金属表面发黑。
H2S极易溶于水形成氢硫酸，H2S在水中的溶解度是CO2的2.7倍，是CH4的93倍多。
H2S比空气重(相对密度为1.17)。
人体能够闻到硫化氢气味的浓度下限为(0.2-0.3)×10-6。
当硫化氢浓度为(20－30)×10-6时就出现强烈气味，当浓度为(100－150)×10-6时，将使人嗅觉麻痹，当浓度在1000×10-6时，在数秒钟内会致人死亡。
1、H2S的成因根据硫化氢的成因机理可将自然界中的硫化氢分为5种成因类型:生物降解、微生物硫酸盐还原、热化学分解、硫酸盐热化学还原和岩浆成因。
生物降解是在腐败作用主导下形成硫化氢的过程。
腐败作用是在含硫有机质形成之后，当同化作用的环境发生变化，发生含硫有机质的腐败分解，从而释放出硫化氢。
这种方式出现在煤化作用早期，生成的硫化氢规模和含量不会很大，也难以聚集。
微生物硫酸盐还原茵利用各种有机质或烃类来还原硫酸盐，在异化作用下直接形成硫化氢。
在这个作用过程中，硫酸盐还原茵只将一小部分代谢的硫结合进细胞中，大部分硫被需氧生物所吸收来完成能量代谢过程。
一些菌种的有机质分解产物可能会成为另一些菌种所需吸收的营养，这会使有机质被硫酸盐还原茵吸收转化效率提高，从而产生大量的硫化氢。
这种硫酸盐还原茵将硫酸盐还原生成硫化氢的方式又被称为微生物硫酸盐还原作用(BSR)。
该过程是硫化氢生物化学成因的主要作用类型，由于这种异化还原作用是在严格的厌氧环境中进行的，故有利于所生成硫化氢的保存和聚集，但是形成的硫化氢丰度一般不会超过2%，且地层介质条件必须适宜硫酸盐还原茵的生长和繁殖，因此在深层难以发生。
生物降解、微生物硫酸盐还原形成的H2S气体多为原生生物成因气，是在煤化作用早期阶段，由相对低温和浅埋深的泥炭沼泽环境中的泥炭或低煤级煤(褐煤)，通过细菌分解等一系列复杂过程所生成。
硫化氢相关知识点
硫化氢相关知识点关键信息项1、硫化氢的物理性质颜色：＿___________________________气味：＿___________________________状态：＿___________________________密度：＿___________________________溶解性：＿___________________________2、硫化氢的化学性质可燃性：＿___________________________还原性：＿___________________________酸性：＿___________________________与其他物质的反应：＿___________________________ 3、硫化氢的产生途径自然产生：＿___________________________工业生产：＿___________________________对人体健康的影响：＿___________________________对环境的破坏：＿___________________________5、硫化氢的检测方法检测仪器：＿___________________________检测原理：＿___________________________6、硫化氢的防护措施个人防护装备：＿___________________________工作场所的通风要求：＿___________________________应急处理程序：＿___________________________11 硫化氢的物理性质硫化氢是一种具有强烈臭鸡蛋气味的无色气体。
其密度比空气大，相对密度为119。
硫化氢在常温常压下为气态，易溶于水，在20℃时，1 体积水大约能溶解 26 体积的硫化氢。
同时，硫化氢也是一种易燃气体。
111 硫化氢的颜色硫化氢在纯净状态下是无色的。
然而，在实际环境中，由于可能与其他物质混合或存在杂质，其颜色可能会有所变化。
硫化氢
硫化氢硫化氢H2S1.别名·英文名Hydrogen sulfide、Sulfurated hydrogen、Hydrosulfuric acid．2.用途化学分析、金属的精制、各种工业试剂、农药、医药品、萤光体、电发光、半导体光电曝光计、硫及各种硫化物的制备、有机合成的还原剂、标准气、校正气、等离子干刻。
3.制法(1)硫化铁与稀硫酸作用。
(2)从含有硫化氢的各种工业气体中回收。
(3)油脂、石油和硫黄的热分解。
(4)氢和硫黄的直接合成。
4.理化性质分子量：熔点(三相点)： -85.5℃沸点： -60.3℃液体密度(-60.2℃，： 914.9kg/m3气体密度(0℃，： 1.539kg/m3相对密度(气体，空气=1，25℃，：比容(21.1℃，：0.07011m3/kg气液容积比(15℃，100kPa)： 638L/L临界温度： 100.4℃临界压力： 9010kPa临界密度： 349kg/m3压缩系数：熔化热(-85.7℃，： kg气化热(-60.2℃，： kg比热容(气体，25℃，：Cp=(kg·K)Cv=(kg·K)比热比(气体，25℃，： Cp/Cv=蒸气压(-20℃)：(0℃)：(20℃)：粘度，0℃)：·S导热系数，0℃)：(m·K)表面张力(气-液界面，-60.2℃)： m折射率(气体，0℃，100kPa)：爆炸界限(空气中)：%～%燃点：： 290℃毒性级别： 3易燃性级别： 4易爆性级别：0火灾危险度：大硫化氢在常温常压下为具有臭鸡蛋味和甜味的无色有毒气体。
易燃，在空气中燃烧时发出浅蓝色火焰，并能与空气混合形成爆炸性气体。
400℃时开始分解，1700℃时完全分解成组分元素。
硫化氢比空气重，所以它容易聚积在低洼处，而且能扩散到很远，能被远处的火源引燃。
与Cl2、Br2激烈反应。
腐蚀铜和铜合金。
含水分的硫化氢腐蚀碳钢，并与几乎所有的金属起反应生成硫酸盐使其呈黑色。
硫化氢
硫化氢硫化氢H2S1.别名·英文名Hydrogen sulfide、Sulfurated hydrogen、Hydrosulfuric acid．2.用途化学分析、金属的精制、各种工业试剂、农药、医药品、萤光体、电发光、半导体光电曝光计、硫及各种硫化物的制备、有机合成的还原剂、标准气、校正气、等离子干刻。
3.制法(1)硫化铁与稀硫酸作用。
(2)从含有硫化氢的各种工业气体中回收。
(3)油脂、石油和硫黄的热分解。
(4)氢和硫黄的直接合成。
4.理化性质分子量：34.08熔点(三相点)：-85.5℃沸点(101.325kPa)：-60.3℃液体密度(-60.2℃，101.325kPa)：914.9kg/m3气体密度(0℃，101.325kPa)： 1.539kg/m3相对密度(气体，空气=1，25℃，101.325kPa)：1.188比容(21.1℃，101.325kPa)：0.07011m3/kg气液容积比(15℃，100kPa)：638L/L临界温度：100.4℃临界压力：9010kPa临界密度：349kg/m3压缩系数：熔化热(-85.7℃，22.7kPa)：67.79kJ/kg气化热(-60.2℃，101.325kPa)：548.47kJ/kg比热容(气体，25℃，101.325kPa)：Cp=1004.2J/(kg·K)Cv=757.3J/(kg·K)比热比(气体，25℃，101.325kPa)：Cp/Cv=1.33蒸气压(-20℃)：546.1kPa(0℃)：1033.5kPa(20℃)：1793.5kPa粘度(101.325kPa，0℃)：0.01179mPa·S导热系数(101.325kPa，0℃)：0.01298w/(m·K)表面张力(气-液界面，-60.2℃)：25.43mN/m折射率(气体，0℃，100kPa)： 1.000644爆炸界限(空气中)：4.0%～44.0%燃点：(101.325kPa)：290℃毒性级别： 3易燃性级别： 4易爆性级别：0火灾危险度：大硫化氢在常温常压下为具有臭鸡蛋味和甜味的无色有毒气体。
硫化氢的原理及应用
硫化氢的原理及应用1. 硫化氢的原理硫化氢是一种化学式为H₂S的无机气体，由氢和硫元素组成。
以下是硫化氢的形成原理：•硫化氢的生成方式硫化氢可以通过多种方式生成，其中最常见的方式是由含硫化合物和酸反应产生。
例如，含有硫的有机物、硫酸盐或硫化物与强酸（如盐酸或硫酸）反应，会生成硫化氢气体。
•硫化氢的性质硫化氢是一种有刺激性臭味的无色气体。
它具有高度毒性，并且易于燃烧。
硫化氢溶于水，生成弱酸性溶液。
此外，硫化氢具有还原性，能够与氧气、卤素和金属产生反应。
•硫化氢的实验室制备硫化氢可以在实验室中制备，其中一种常见的方法是通过加热硫化亚铁和盐酸的反应生成。
该反应可以用如下方程式表示：FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S2. 硫化氢的应用硫化氢具有多种应用，以下是一些常见的应用领域：•工业领域硫化氢广泛用于工业制备中，作为还原剂、硫化剂和催化剂。
例如，在焦炉煤气净化过程中，硫化氢被用来去除有毒的氰化合物。
•农业领域硫化氢在农业中也有应用，可以作为杀虫剂和杀菌剂使用。
硫化氢能够有效地杀死一些病原菌和害虫，帮助保护农作物的生长。
•医疗领域硫化氢在医疗领域中也有一些应用，尽管使用较少。
硫化氢在一些外科手术中被用作局部麻醉剂，可以减轻疼痛感。
此外，一些研究显示硫化氢可能具有抗炎、抗氧化和抗菌的功效。
•环境监测硫化氢也被广泛用于环境监测领域。
由于硫化氢具有毒性，它在工业和地下矿山等环境中的泄漏被认为是一种危险。
因此，监测和检测硫化氢浓度对于确保工作场所和环境的安全至关重要。
•科学研究由于硫化氢具有特殊的化学性质和生物学作用，它在科学研究中也有广泛的应用。
硫化氢被用于研究氧化应激、细胞信号传导以及与炎症和疾病相关的生物化学反应。
综上所述，硫化氢是一种具有多种应用的气体。
从工业制备到环境监测，从农业到医疗，硫化氢在不同领域发挥着重要的作用。
然而，由于其毒性和易燃性，对于硫化氢的安全使用和处理也非常重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
根据硫化氢的成因机理可将自然界中的硫化氢分为5种成因类型:生物降解、微生物硫酸盐还原、热化学分解、硫酸盐热化学还原和岩浆成因。
生物降解是在腐败作用主导下形成硫化氢的过程。
腐败作用是在含硫有机质形成之后，当同化作用的环境发生变化，发生含硫有机质的腐败分解，从而释放出硫化氢。
这种方式出现在煤化作用早期，生成的硫化氢规模和含量不会很大，也难以聚集。
微生物硫酸盐还原茵利用各种有机质或烃类来还原硫酸盐，在异化作用下直接形成硫化氢。
在这个作用过程中，硫酸盐还原茵只将一小部分代谢的硫结合进细胞中，大部分硫被需氧生物所吸收来完成能量代谢过程。
一些菌种的有机质分解产物可能会成为另一些菌种所需吸收的营养，这会使有机质被硫酸盐还原茵吸收转化效率提高，从而产生大量的硫化氢。
这种硫酸盐还原茵将硫酸盐还原生成硫化氢的方式又被称为微生物硫酸盐还原作用(BSR)。
该过程是硫化氢生物化学成因的主要作用类型，由于这种异化还原作用是在严格的厌氧环境中进行的，故有利于所生成硫化氢的保存和聚集，但是形成的硫化氢丰度一般不会超过2%，且地层介质条件必须适宜硫酸盐还原茵的生长和繁殖，因此在深层难以发生。
生物降解、微生物硫酸盐还原形成的H2S气体多为原生生物成因气，是在煤化作用早期阶段，由相对低温和浅埋深的泥炭沼泽环境中的泥炭或低煤级煤(褐煤)，通过细菌分解等一系列复杂过程所生成。
因煤化作用早期的煤层或泥炭中含有大量的水分，占据了相当多的煤岩孔隙，此时生成的原生生物气在煤层中的吸附量很少，大部分生物成因硫化氢和二氧化碳等可能溶解在地层水中，在后来的压实和煤化作用下从煤层中逸散。
且早期煤的显微结构还没有充分发育为积聚气体的结构。
因此，一般认为早期生成的原始生物成因H2S气体不能被大量地保留在煤层内。
硫酸盐还原作用还可能在次生生物气阶段形成H2S气体，成煤后因构造运动，煤系被抬升、剥蚀到近地表，含菌地表水下渗灌入煤层，在相对低的温度下，使煤化过程中产生的湿气、正烷烃及其它有机物经细菌降解和代谢作用而生成次生生物气。
其地球化学组成与原生生物成因气相似，主要差别在于煤岩的热演化超过原生生物气的生成阶段，Ro,max%值范围较宽，一般为0. 30%-1.50%，且煤系一般被抬升到浅部，煤层地温降至75℃以下，特别是当地温下降至最适于硫酸盐还原菌大量繁殖温度时，煤中的硫酸盐岩被还原，生成较多的H2S,参与作用的细菌由流经渗透性煤层或其它富有机质围岩的雨水带入。
热化学分解成因是指煤中含硫有机化合物在热力作用下，含硫杂环断裂形成硫化氢，又称为裂解型硫化氢。
这种方式形成的硫化氢浓度一般小于1%。
硫酸盐热化学还原成因主要是指硫酸盐与有机物或烃类发生作用，将硫酸盐矿物还原生成H2S和CO2。
硫酸盐热化学还原成因是生成高含硫化氢天然气和硫化氢型天然气的主要形式，它发生的温度一般大于150℃。
Ro,max%在0. 50%-3. 70%阶段，煤在热力作用下会形成热解瓦斯和裂解瓦斯气。
煤和围岩中含硫有机质和硫酸盐岩发生热化学分解(裂解)作用和热化学还原
作用，均可生成H2S气体。
因煤和围岩中有机质硫含量及煤中硫酸盐硫含量很低，所形成的H2S含量一般不会超过2%。
若围岩中硫酸盐岩含量较高时，可产生较多H2S气体。
岩浆成因。
由于地球内部硫元素的丰度远高于地壳，岩浆活动使地壳深部的岩石熔融并产生含硫化氢的挥发成份，所以岩浆中常常含有硫化氢。
而硫化氢的含量主要取决于岩浆的成分、气体运移条件等，因此岩浆中硫化氢的含量极不稳定，而且也只有在特定的运移和储集条件下才能在煤层中聚集下来。