Odorant zemného plynu: vlastnosti odorantov, normy a pravidlá ich vkladania

Výbuchy, ničenie a zničené životy — to všetko sú tragické dôsledky nesprávnej prevádzky plynových zariadení. Ich pravdepodobnosť sa výrazne znižuje v závislosti od toho, ako rýchlo sa miesto úniku odhalí a odstráni. Je však také jednoduché odhaliť únik?

Opakovane ste počuli, že plyn zapácha sám o sebe a pri úniku zápach pochádza práve od neho, nie je to tak? Tento názor je však mylný — do výsledného zloženia pre zápach sa pridáva komponent známy ako odorant prírodného plynu.

V predloženom článku sú podrobne opísané vlastnosti a zloženie odorantov, základné spôsoby ich zavádzania na zaistenie bezpečnosti tak na priemyselných objektoch, ako aj v domácnostiach. Dôkladne sú analyzované normy odorizácie prírodného plynu, ako aj posledné zmeny v legislatíve. Pre ľahšie vnímanie je text doplnený videami a ilustráciami.

Základné vlastnosti odorantov

Plyn je široko používaný v domácnostiach a môže spôsobiť silné otravy, a jeho vysoká koncentrácia vytvára výbušné prostredie. Pôvodne domáci plyn (metán s inými prímesami, vrátane propánu, etánu, butánu) nemá zápach, a akýkoľvek únik z uzavretého systému by bolo možné odhaliť výlučne pomocou špeciálnych senzorov.

Tento problém sa rieši pridaním komponentu s výrazným zápachom — odorantu, do plynu. Samotný proces vkladania do prúdu sa nazýva odorizácia. Miešanie sa vykonáva na plynárenskej distribučnej stanici alebo na centralizovaných miestach.

V ideálnom prípade by odorizačné látky mali mať nasledujúce vlastnosti:

1. Mať výrazný, špecifický zápach na jasné a rýchle rozpoznanie.
2. Zabezpečovať stabilné dávkovanie. Pri miešaní s metánom a pohybe v plynovom potrubí musia odoranty vykazovať chemickú a fyzikálnu odolnosť.
3. Mať dostatočnú úroveň koncentrácie na zníženie celkovej spotreby.
4. Počas prevádzky nevytvárať toxické produkty.
5. Prísady nesmú vykazovať korozívne pôsobenie voči nádobám, armatúram, čo zabezpečí dlhú životnosť plynových zariadení a potrubí.

Odorant, ktorý plne vyhovuje všetkým uvedeným kritériám, neexistuje. Preto boli pre Gazprom vypracované technické podmienky TU 51-31323949-94-2002 a Predpis o prevádzke VRD 39-1.10-069-2002. Sú to však interné dokumenty Gazpromu, záväzné len pre organizácie patriace do Skupiny Gazprom.

V dokumente VRD 39-1.10-06-2002 sú uvedené základné požiadavky na výrobu, skladovanie, prepravu a používanie prísad.

Na neutralizáciu silného zápachu odorantu v miestach jeho únikov sa používa roztok manganistanu draselného alebo chlórového vápna. V takom prípade bude nevyhnutná plynová maska a ďalšie ochranné prostriedky.

Správne používanie odorantov je upravené v Pravidlách prevádzky hlavných plynovodov STO Gazprom 2-3.5-454-2010, kde je uvedené, že medza výbušnosti horľavej kvapaliny je 2,8-18 % a NPK – 1 mg/m³.

Na určenie intenzity zápachu odorantu v bodoch, ako aj na meranie jeho hmotnostnej koncentrácie, možno použiť analyzátor plynu ANKAT-7631 Mikro-RSH.

Vdychovanie pár môže vyvolať nutkanie na vracanie, stratu vedomia, vo veľkých množstvách látka spôsobuje kŕče, paralýzu a smrť. Podľa stupňa vplyvu na organizmus ide o škodlivé látky 2. triedy nebezpečnosti. Ich koncentráciu v miestnosti možno určiť pomocou analyzátora plynu typu RSH.

Normy a zloženie odorizačných látok

Zemný plyn musí byť detekovateľný podľa zápachu vo vzduchu, keď jeho koncentrácia nepresahuje 20 % dolnej hranice výbušnosti, čo zodpovedá 1 % objemového podielu organickej zlúčeniny. Čo robiť, ak u vás v byte cítiť plyn, sme podrobne popísali v nasledujúcom článku.

Množstvo odorantu v plyne dodávanom spotrebiteľovi závisí od chemického zloženia zmesi.

V Predpise o technickej prevádzke GRS hlavných plynovodov VRD 39-1.10-069-2002 sa uvádza, že norma dávkovania etylmerkaptánu je 16 g na 1 000 m³ plynu.

Tento odorant bol jednou z prvých priemyselných prísad, ktoré sa používali na území bývalého ZSSR, ale EtSH má niekoľko podstatných nedostatkov:

• vykazuje ľahkú oxidovateľnosť;
• vstupuje do interakcie s oxidmi železa;
• má vysokú toxicitu;
• rozpúšťa sa vo vode.

Tvorba dietylsulfidu, ku ktorej je náchylný etylmerkaptán, znižuje intenzitu zápachu, najmä pri preprave na veľké vzdialenosti. Od roku 1984 sa prakticky na celom území Ruska používa zmes prírodných merkaptánov, ktorá obsahuje izopropylmerkaptán, etylmerkaptán, terc-butylmerkaptán, butylmerkaptán, tetrahydrotiofén, n-propylmerkaptán a n-butylmerkaptán.

Odorant zodpovedá TU 51-31323949-94-2002 «Odorant prírodný OOO «Orenburggazprom»». Norma pre túto viaczložkovú prísadu sa nelíši od odporúčaného množstva etylmerkaptánu.

Nakladanie sudov na plnenie odorantom, preprava nebezpečného nákladu, jeho premiestnenie na mieste sa musí vykonávať výlučne mechanizovaným spôsobom. Robí sa to, aby nedošlo k poškodeniu nádob, na každú z nich musí byť tiež umiestnené označenie.

Takzvané merkaptány sa vyrábajú na základe sírovodíka, síry a sulfidov. Moderná výroba je však založená na použití bezsírnych zlúčenín, napríklad v Nemecku vyrábajú ekologicky čistý produkt s názvom Gasodor™ S-Free™.

Ako základ odorantu GASODOR™ S-Free™ sa používa etylakrylát a metylakrylát, ktoré pri spaľovaní vytvárajú vodu a oxid uhličitý. Napriek dobrým prevádzkovým vlastnostiam, niektoré polymérne materiály môžu spôsobiť prudký pokles koncentrácie akrylátov a následne zníženie intenzity zápachu plynu.

Tento odorant má ostrý špecifický zápach, zachováva stabilitu aj pri dlhodobom skladovaní, nemení svoje vlastnosti pri zmene teplotného režimu.

Prísada je vysoko cenená aj za to, že sa nerozpúšťa vo vode. Počas skúšok, ktoré potvrdili vhodnosť látky, sa na jednom z domácich objektov Gazpromu použila koncentrácia odorantu 10-12 mg/m³.

Etantiol sa prepravuje v automobilových a železničných cisternách, fľašiach, kontajneroch. Maximálne prípustný objem skladovania – 1,6 tony v pozemných nádržiach valcovitého tvaru, koeficient plnenia musí byť 0,9-0,95.

Krotonový aldehyd sa považuje za potenciálny odorant. Ľahko horľavá kvapalina s ostrým zápachom, patrí do druhej triedy nebezpečnosti z hľadiska účinku na organizmus.

Má niekoľko významných výhod v porovnaní s etantiolom:

• v zložení chýba síra;
• vyznačuje sa nižším toxickým účinkom;
• má nízku prchavosť za normálnych podmienok.

Maximálna úroveň emisií z krotonového aldehydu neprekračuje maximálnu prípustnú normu a je 0,02007 mg/m3. Podrobne možnosť praktického využitia látky ako odorantu zatiaľ nie je preskúmaná.

Stanovenie kvality odorizácie

Sťažnosti na prísne regulované normy pre odorizáciu domáceho plynu prichádzajú čoraz častejšie.

Namiesto toho sa odporúča sústrediť pozornosť na niekoľko faktorov, ktoré ovplyvňujú kvalitu odorizácie zemného plynu:

1. Stav plynovodu a jeho dĺžka. Intenzita zápachu sa môže znížiť v dôsledku chemických reakcií medzi stenami plynovodu a odorantom, v takom prípade bude potrebné zvýšenie noriem dávkovania látky do prúdu plynu.
2. Potreba zmeny normy môže byť tiež spojená s mernou hmotnosťou merkaptánovej síry v zložení. Keď poznáme jej percentuálny obsah, môžeme znížiť množstvo odorantu. Pri zlej kvalite paliva alebo nahromadení kondenzátu v plynovode naopak bude potrebné zvýšenie koncentrácie látky.
3. Na intenzitu zápachu vplývajú aj podmienky prepravy a skladovania. Používanie nevhodných nádob, vrátane nádob z čiernej ocele, prudké teplotné výkyvy a pôsobenie atmosférických zrážok negatívne ovplyvňujú kvalitu odorantu.

Pokiaľ ide o faktor zmeny zloženia komponentov, na vykonanie analýzy budú potrebné značné náklady. Neopodstatnenú spotrebu prísad možno znížiť pomocou automatizovaného procesu ich dávkovania, čo tiež umožní vyriešiť otázku ekológie a bezpečnosti.

Koncentráciu odorantu možno určiť aj v uzavretej nádobe pod tlakom. Senzor, ktorého princíp činnosti je založený na hydrostatickej metóde, pomocou mikroprocesorovej riadiacej jednotky vypočítava objem, hladinu a hmotnosť kvapaliny.

Efektívnosť odorizácie tiež závisí od základne zariadenia, stupňa automatizácie a spôsobu miešania, posledný parameter si podrobnejšie rozoberieme.

Spôsoby odorizácie prírodného plynu

Typ odorantu sa vyberá na základe niekoľkých požiadaviek:

• potrebnej úrovne presnosti;
• dostatočnej výkonnosti;
• materiálnych možností.

Prísada sa používa v kvapalnom aj parnom skupenstve. Prvý spôsob zahŕňa kvapkové dávkovanie alebo použitie dávkovacieho čerpadla. Na nasýtenie parami sa odorant vnáša do časti prúdu plynu odbočením alebo fúkaním na namáčaný knôt.

Spôsob č. 1 — kvapkový vvod látky

Tento spôsob dávkovania sa vyznačuje relatívne nízkymi nákladmi a jednoduchou schémou použitia. Princíp činnosti je založený na počítaní počtu kvapiek za jednotku času, čo umožňuje dosiahnuť požadovaný prietok.

Pri preprave plynu vo veľkých objemoch sa kvapky transformujú na prúd kvapaliny, v takýchto prípadoch sa používa stupnica hladinomera alebo špeciálna nádoba s dielikmi.

Kvapkadlo sa používa na vizuálnu kontrolu prietoku agresívnych látok, vrátane dávkovania odorantu. Všetky diely vrátane telesa sú vyrobené z odolných materiálov.

Tento spôsob vyžaduje neustále ručné nastavovanie a kontrolu prietoku, najmä pri zmene počtu odberateľov.

Proces nie je automatizovateľný, preto jeho presnosť nie je vysoká – dosahuje len 10-25%. V moderných zariadeniach sa kvapkadlo používa len ako rezerva pri poruche hlavného zariadenia.

Spôsob č. 2 — použitie knôtového odorizátora

Použitie knôtového odorizátora – ďalší spôsob, ktorý je vhodný pre malé objemy plynu. Všetky operácie sa vykonávajú ručne. Odorant sa používa na pary a kvapalné skupenstvo, jeho obsah sa určuje podľa množstva spotreby za jednotku času.

Vyparovanie v knôtových odorizátoroch, na rozdiel od iných zariadení, prebieha priamo z povrchu, nad ktorým prechádza plyn. Povrch často pozostáva z flanelových knôtov.

Prívod sa reguluje pomocou zmeny množstva plynu, ktorý prechádza cez knôt.

Spôsob č. 3 — barbotažný vvod zápachu do plynu

Zariadenia, v ktorých sa používa barbotáž, na rozdiel od dvoch predchádzajúcich, môžu byť automatizované.

Prívod odorantu sa uskutočňuje pomocou membrány a dávkovača, jeho množstvo sa vypočítava proporcionálne k prietoku plynu. Látka priteká samospádom zo zásobnej nádoby. Za proces plnenia zodpovedá ejektor.

Schéma barbotážneho odorizátora. Medzi základné prvky možno zaradiť membránu, plynovod, ventil, komoru a filter. Vyrábajú sa rôzne veľkosti zariadení v závislosti od výkonu plynárenskej distribučnej stanice.

Medzi najnovšie vývojové trendy na zlepšenie procesu odorizácie – patrí použitie dávkovacích čerpadiel. Pozostávajú z čistiaceho filtra, elektronickej riadiacej jednotky a riadiaceho zariadenia – magnetu alebo ventilu.

Závery a užitočné video k téme

Podrobne o preprave paliva, ako a čím odorizujú zemný plyn, porozpráva pracovník múzea diaľkovej prepravy plynu:

Zaujímavý príbeh o modernizácii odorizačného zariadenia:

Montáž odorizačného zariadenia si môžete pozrieť vo videu:

Výskyt charakteristického zápachu pri úniku plynu v miestnosti – je jednou z kľúčových podmienok bezpečného používania plynu v domácnosti. Na včasné zistenie neplánovaného úniku plynu sa používajú odoranty.

Intenzita zápachu plynu musí byť dostatočná na detekciu a zároveň nesmie prekročiť prípustnú hranicu výbušnosti. Počas poklesu teploty zápach slabne, preto v zime musí byť množstvo vstrekovaného odorantu niekoľkonásobne nižšie ako v lete.

Ak máte otázky k danej téme alebo chcete pridať užitočné informácie o odorizácii zemného plynu, zanechajte, prosím, svoje komentáre. Blok sa nachádza pod textom.