Naturgasodorant: egenskaber ved odoranter, normer og regler for tilsætning

Eksplosioner, ødelæggelser og spildte liv – alt dette er tragiske konsekvenser af forkert brug af gasudstyr. Sandsynligheden reduceres betydeligt, jo hurtigere en lækage opdages og udbedres. Men er det så let at opdage en lækage?

Du har hørt mange gange, at gas lugter af sig selv, og at lugten ved en lækage kommer fra gassen, ikke? Men denne opfattelse er forkert – til den endelige blanding tilsættes en komponent kendt som naturgasodorant.

I den præsenterede artikel undersøges egenskaber og sammensætning af odoranter i detaljer, samt de vigtigste metoder til at indføre dem for at sikre sikkerhed både i industrielle anlæg og i hjemmet. Normerne for odorisering af naturgas samt de seneste ændringer i lovgivningen er nøje gennemgået. For let forståelse er teksten suppleret med videoer og illustrationer.

Vigtigste egenskaber ved odoranter

Gas bruges i vid udstrækning i hjemmet og kan forårsage alvorlig forgiftning, og en høj koncentration skaber en eksplosiv atmosfære. Oprindeligt har husholdningsgas (metan med andre urenheder, herunder propan, ethan, butan) ingen lugt, og enhver lækage fra et lukket system kunne kun opdages ved hjælp af specielle sensorer.

Dette problem løses ved at tilsætte en komponent med en skarp lugt til gassen – en odorant. Selve indføringsprocessen i strømmen kaldes odorisering. Blandingen udføres på gasdistributionsstationer eller centraliserede punkter.

Ideelt set bør odoriserende stoffer have følgende egenskaber:

1. Have en skarp, specifik lugt for klar og hurtig genkendelse.
2. Sikre stabil dosering. Ved blanding med metan og bevægelse gennem gasrøret skal odoranter udvise kemisk og fysisk stabilitet.
3. Have et tilstrækkeligt koncentrationsniveau for at reducere det samlede forbrug.
4. Ikke danne giftige produkter under drift.
5. Tilsætningsstoffer må ikke udvise korroderende virkning på beholdere og armaturer, hvilket sikrer en lang levetid for gasudstyr og rørledninger.

Der findes ingen odorant, der fuldt ud opfylder alle de nævnte kriterier. Derfor er der for Gazprom udviklet tekniske specifikationer TU 51-31323949-94-2002 og driftsregulativer VRD 39-1.10-069-2002. Men disse er interne Gazprom-dokumenter, som kun er obligatoriske for organisationer, der er en del af Gazprom-koncernen.

I dokumentet VRD 39-1.10-06-2002 er der angivet de grundlæggende krav til fremstilling, opbevaring, transport og anvendelse af additiver.

For at neutralisere den stærke lugt af odorant på lækagesteder anvendes en opløsning af kaliumpermanganat eller klorkalk. I så fald er en gasmaske og andre beskyttelsesmidler absolut nødvendige.

Korrekt brug af odoranter er reguleret i Reglerne for drift af hovedgasledninger STO Gazprom 2-3.5-454-2010, hvor det angives, at eksplosionsgrænsen for den brandfarlige væske er 2,8-18%, og grænseværdien er 1 mg/m³.

Til bestemmelse af odorantens lugtintensitet i point samt måling af dens massekoncentration kan der anvendes en gasanalysator ANKAT-7631 Micro-RSH.

Indånding af dampe kan fremkalde kvalme, bevidstløshed, og i store mængder forårsager stoffet kramper, lammelse og dødelig udgang. Med hensyn til påvirkning af organismen er det skadelige stoffer i fareklasse 2. Deres koncentration i et rum kan bestemmes ved hjælp af en gasanalysator af typen RSH.

Normer og sammensætning af odoriseringsstoffer

Naturgas skal kunne opdages ved lugt i luften, når dens koncentration ikke overstiger 20% af den nedre eksplosionsgrænse, hvilket svarer til 1% volumen af den organiske forbindelse. Hvad du skal gøre, hvis der lugter af gas i din lejlighed, har vi beskrevet i detaljer i den følgende artikel.

Mængden af odorant i den gas, der leveres til forbrugeren, afhænger af blandingens kemiske sammensætning.

I Driftsregulativet for GDS på hovedgasledninger VRD 39-1.10-069-2002 er det angivet, at indføringsmængden af ethylmercaptan er 16 g pr. 1.000 m³ gas.

Denne odorant var et af de første industrielle additiver, der blev brugt i det tidligere Sovjetunionen, men EtSH har flere væsentlige ulemper:

• har tendens til let at oxidere;
• reagerer med jernoxider;
• er meget giftigt;
• opløses i vand.

Dannelsen af diethylsulfid, som ethylmercaptan er tilbøjelig til, nedsætter lugtintensiteten, især ved transport over lange afstande. Siden 1984 har man stort set i hele Rusland anvendt en blanding af naturlige mercaptaner, som består af isopropylmercaptan, ethylmercaptan, tert-butylmercaptan, butylmercaptan, tetrahydrothiophen, n-propylmercaptan og n-butylmercaptan.

Odorant overholder TU 51-31323949-94-2002 «Odorant naturlig OOO «Orenburggazprom»». Normen for dette flerkomponenttilsætningsstof adskiller sig ikke fra den anbefalede mængde ethylmercaptan.

Lastning af tønder til påfyldning med odorant, transport af farligt gods og omlastning på pladsen skal udelukkende ske mekaniseret. Dette gøres for at undgå beskadigelse af beholderne, og hver beholder skal også være påført mærkning.

De såkaldte mercaptaner fremstilles på basis af svovlbrinte, svovl og sulfider. Men moderne produktion er baseret på anvendelse af svovlfrie forbindelser; f.eks. fremstilles der i Tyskland et miljøvenligt produkt kaldet Gasodor™ S-Free™.

Som basis for odoranten GASODOR™ S-Free™ anvendes ethylacrylat og methylacrylat, som ved forbrænding danner vand og kuldioxid. På trods af gode driftsegenskaber kan nogle polymermaterialer forårsage en kraftig reduktion af akrylatkoncentrationen, og dermed en reduktion af gaslugtens intensitet.

Denne odorant har en skarp, karakteristisk lugt, bevarer stabilitet selv ved langvarig opbevaring og ændrer ikke sin kvalitet ved ændringer i temperaturforhold.

Tilsætningsstoffet værdsættes også højt fordi det ikke opløses i vand. Under test, der bekræftede stoffets egnethed, blev der på et af Gazproms indenlandske anlæg anvendt en odorantkoncentration på 10-12 mg/m³.

Etantiol transporteres i tankbiler, jernbanetankvogne, flasker og containere. Maksimal tilladt opbevaringsvolumen er 1,6 tons i cylindriske overjordiske tanke, fyldningskoefficienten skal være 0,9-0,95.

Crotonaldehyd betragtes som en potentiel odorant. En letantændelig væske med skarp lugt, tilhører anden fareklasse i henhold til graden af påvirkning på organismen.

Det har flere væsentlige fordele sammenlignet med etantiol:

• ingen svovl i sammensætningen;
• har en lavere toksisk effekt;
• har lav flygtighed under normale forhold.

Maksimalt emissionsniveau fra crotonaldehyd overstiger ikke den maksimalt tilladte norm og er 0,02007 mg/m³. Muligheden for praktisk anvendelse af stoffet som odorant er endnu ikke undersøgt i detaljer.

Bestemmelse af kvaliteten af odorisering

Klager over strengt regulerede normer for odorisering af husholdningsgas bliver stadig hyppigere.

I stedet foreslås det at fokusere på flere faktorer, der påvirker kvaliteten af odorisering af naturgas:

1. Gasrørets tilstand og længde. Lugtintensiteten kan falde som følge af kemiske reaktioner mellem gasrørets vægge og odorant, i så fald vil det være nødvendigt at øge indføringsmængden af stoffet i gasstrømmen.
2. Behovet for ændring af mængden kan også være relateret til vægtandelen af mercaptan-svovl i sammensætningen. Ved at kende dens procentdel kan man reducere mængden af odorant. Ved dårlig brændstofkvalitet eller kondensopbygning i gasrøret vil der tværtimod være behov for at øge koncentrationen af stoffet.
3. Transport- og opbevaringsforhold påvirker også lugtintensiteten. Brug af uegnede beholdere, herunder af sort stål, pludselige temperaturændringer og påvirkning af nedbør, påvirker odorantens kvalitet negativt.

Hvad angår faktoren ændring af komponentsammensætning, vil der være betydelige omkostninger for at udføre analysen. Ubegrundet forbrug af tilsætningsstoffer kan reduceres ved hjælp af en automatiseret indføringsproces, som også vil løse spørgsmål om miljø og sikkerhed.

Koncentrationen af odorant kan også bestemmes i en lukket beholder under tryk. En sensor, hvis funktionsprincip er baseret på den hydrostatiske metode, beregner volumen, niveau og masse af væsken ved hjælp af en mikroprocessorstyring.

Effektiviteten af odorisering afhænger også af udstyrsbasen, automatiseringsgraden og blandingsmetoden. Lad os se nærmere på den sidste parameter.

Metoder til odorisering af naturgas

Typen af odorant vælges ud fra flere krav:

• nødvendigt præcisionsniveau;
• tilstrækkelig kapacitet;
• økonomiske muligheder.

Tilsætningsstoffet bruges både i flydende og dampform. Den første metode involverer drypindføring eller brug af en doseringspumpe. For at mætte med dampe indføres odorant i en del af gasstrømmen via en afgrening eller luftning af en befugtet væge.

Metode #1 – drypindføring af stof

Denne indføringsmetode er kendetegnet ved relativt lave omkostninger og en simpel brugsplan. Funktionsprincippet er baseret på at tælle antallet af dråber pr. tidsenhed, hvilket giver den ønskede strømningshastighed.

Ved transport af gas i store mængder omdannes dråber til en væskestråle. I sådanne tilfælde bruges en niveaumålerskala eller en speciel beholder med inddelinger.

Dråbetælleren bruges til visuel kontrol af strømmen af aggressive stoffer, herunder ved dosering af odorant. Alle dele, inklusive huset, er fremstillet af modstandsdygtige materialer.

Denne metode kræver konstant manuel justering og kontrol af strømmen, især når antallet af forbrugere ændres.

Processen kan ikke automatiseres, derfor er nøjagtigheden lav – den er kun på 10-25%. I moderne anlæg bruges dryppetanken kun som reserve, når hovedudstyret er defekt.

Metode #2 – brug af vægeodorisator

Brug af en vægeodorisator – endnu en metode, der er egnet til små mængder gas. Alle operationer udføres manuelt. Odorant bruges til damp og flydende tilstand; dets indhold bestemmes ud fra mængden af forbrug pr. tidsenhed.

Fordampning i vægeodorisatorer foregår i modsætning til andre anordninger direkte fra overfladen, som gassen passerer over. Belægningen består ofte af flanelvæger.

Tilførslen reguleres ved at ændre mængden af gas, der føres gennem vægen.

Metode #3 – bobleindføring af lugt i gas

Anlæg, der bruger bobling, kan i modsætning til de to foregående automatiseres.

Odoranttilførslen sker via en membran og en doseringsenhed; mængden beregnes proportionalt med gasforbruget. Stoffet løber ved tyngdekraft fra en forbrugsbeholder. En ejektor står for påfyldningsprocessen.

Diagram over en boble-odorisator. Blandt hovedkomponenterne kan nævnes membran, gasledning, ventil, kammer og filter. Der fremstilles forskellige størrelser af enheder afhængigt af gasdistributionsstationens kapacitet.

Blandt de seneste udviklinger til forbedring af odoriseringsprocessen – brug af doseringspumper. De består af et rensefilter, en elektronisk styreenhed og en styreenhed – en magnet eller en ventil.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Detaljeret om transport af brændstof, hvordan og med hvad naturgas odoriseres, fortælles af en medarbejder fra museet for hovedgastransport:

En interessant reportage om modernisering af en odoriseringsinstallation:

Montering af odoriseringsanordningen kan ses i en video:

Forekomsten af en karakteristisk lugt ved gaslækage i et rum – en af de vigtigste betingelser for sikker brug af gas i hjemmet. Til rettidig opdagelse af uplanlagt gasudslip bruges odoranter.

Gaslugtens intensitet skal være tilstrækkelig til at kunne opdages og må samtidig ikke overstige den tilladte eksplosionsgrænse. Når temperaturen falder, svækkes lugten, så mængden af indført odorant om vinteren skal være flere gange lavere end om sommeren.

Hvis du har spørgsmål om emnet eller ønsker at tilføje nyttige oplysninger om odorisering af naturgas, så skriv endelig dine kommentarer. Blokken findes nedenunder teksten.