Одорант природного газа: чем одорируют газ + разбор норм и правил одоризации

Очистка и одоризация газа. Требования к одорантам.

Очистка от механических примесей

К механическим примесям относятся частицы породы, выносимые газовым потоком из скважины, строительный шлак, оставшийся после окончания строительства промысловых газосборных сетей и магистральных трубопроводов, продукты коррозии и эрозии внутренних поверхностей и жидкие включения конденсата и воды.

Согласно техническим требованиям на природные и нефтяные газы содержание жидкой взвеси в транспортируемом газе не должно превышать 25 ÷ 50 г. на 1000 м 3 газа. Еще более жесткие требования необходимо предъявлять к содержанию твердой взвеси (не более 0,05 мг/м 3 ), которая способствует эрозионному износу технологического оборудования газопроводов. Так, при содержании 5 ÷ 7 мг/м 3 твердой взвеси КПД трубопроводов уменьшается на 3 ÷ 5% в течение двух месяцев эксплуатации, а при запыленности более чем 30 мг/м 3 трубопровод выходит из строя через несколько часов из-за полного эрозионно-ударного износа.

По принципу работы аппараты для очистки газа от механических примесей

— работающие по принципу «сухого» отделения пыли. В таких аппаратах отделение пыли происходит в основном с использованием сил гравитации и инерции. К ним относятся циклонные пылеуловители, гравитационные сепараторы, различные фильтры;

— работающие по принципу «мокрого» улавливания пыли. В этом случае удаляемая из газа взвесь смачивается промывочной жидкостью, которая отделяется от газового потока, выводится из аппарата для регенерации и очистки и затем возвращается в аппарат. К ним относятся масляные пылеуловители, шаровые скрубберы и т.д.;

— использующие принцип электроосаждения. Данные аппараты почти не применяются для очистки природного газа.

Очистка газа от сероводорода и углекислого газа

Частой примесью природного газа является сероводород. По своим химическим свойствам он представляет собой горючий газ с неприятным запахом, хорошо растворяемый в воде. Как газ, так и продукт его сгорания являются сильными ядами, а также вызывают коррозию выполненных из стальных труб и резервуаров, что может стать причиной утечек и аварий. Наличие сероводорода в газе ускоряет процесс гидратообразования. По существующим нормам, содержание сероводорода в газе, используемом в быту, не должно быть больше 0,02 г/м 3 при 0°С и 760 мм. рт. ст. По содержанию в природном газе СО2 также действуют определенные нормы. Количество углекислого газа не должно превышать 2%.

Очистка газа от примесей — один из насущных вопросов добывающей отрасли. В настоящее время существует множество способов эффективной очистки газа. В основном применяется абсорбция жидкостью и адсорбция твердым веществом. В первом случае, сероводород переходит в жидкую фазу и растворяется в адсорбирующей жидкости. Во втором случае, сероводород концентрируется на поверхности твердого вещества, и тем самым извлекается из газа.

В качестве адсорбента чаще всего выступает активированный уголь или окись железа. При помощи данных мер содержание углекислого газа и сероводорода снижается до необходимой отметки. При одновременной очистке газа жидкостью от сероводорода и углекислого газа используют моноэтаноламин, диэтаноламин и динизопропанамин. Данный способ является высокоэффективным и характеризуется довольно низкими затратами.

Осушка газа необходима: для устранения при транспортировки газа ледяных пробок и кристаллогидратов, которые возникают при определенных t и Р с относительной влажностью φ

В основе лежит искусственное охлаждение газов, компримирование их, а также сочетание компримирования с охлаждением. Осуществляются следующими способами:

— вымораживанием влаги из газа с использованием низких температур атмосферы;

— охлаждением газа с дополнительным компримированием и без него;

— инжекцией химических веществ в газовый поток промысловых газосборных трубопроводов с последующим улавливанием продуктов гидратации на сепарационных и центральных установках;

— низкотемпературной сепарацией (т.е. охлаждением природного газа с последующим разделением газоконденсатной смеси в сепараторе на жидкую и газовую фазы).

Химическая реакция между водой и химическими веществами может быть столь полной, что образующиеся при этом продукты гидратации будут иметь чрезвычайно низкую упругость водяных паров. Имеются химические реагенты, обеспечивающие практически полную осушку газа. Однако эти реагенты очень трудно или вообще невозможно регенерировать, что делает их непригодными для использования в качестве промышленных осушителей. Они широко применяются при лабораторном определении влажности газов.

Основаны на поглощении влаги различными поглотителями (сорбентами) и делятся на две основные группы: адсорбция (с применением твердых сорбентов) и абсорбция (с применением жидких сорбентов, таких как диэтиленгликоль и триэтиленгликоль).

Физико-химические методы получили наиболее широкое применение.

Природный газ (метан) и сжиженные газы (пропан-бутаны) изначально не имеют запаха, поэтому любая их утечка из закрытой системы может быть обнаружена только специальными датчиками. Поскольку такие газы, широко применяемые на промышленных объектах и в быту, в случае утечки могут вызывать сильные отравления и, кроме того, при определенных концентрациях создают взрывоопасную среду, возникает потребность оперативного выявления наличия газа в окружающем воздухе без применения специальных технических устройств.

Вещества, придающие газу специфический запах, называют одорантами, а процесс их ввода в поток газа – одоризацией газа. Одоризация природного газа производится, как правило, на газораспределительных станциях (перед подачей газа потребителям) или на централизованных одоризационных пунктах.

Одоранты, добавляемые в природный газ, в идеале должны обладать следующими свойствами:

— иметь резко выраженный, специфический запах (для четкого распознавания);

— проявлять физическую и химическую устойчивость в парообразном состоянии при смешении с природным газом и движении по трубопроводу (для обеспечения стабильной дозировки);

— быть сильно концентрированными (для уменьшения общего расхода вещества);

— обладать минимальной токсичностью в рабочих концентрациях и не образовывать токсичных продуктов при сгорании (для безопасной эксплуатации);

— не оказывать корродирующего воздействия на материалы газопроводов, емкостей для хранения и транспортирования, запорно-регулирующей арматуры (для обеспечения длительного срока службы газопроводов и газового оборудования).

Этилмеркаптан был одним из первых промышленных одорантов, применявшихся в бывшем СССР.

С 1984 г. практически на всех ГРС России используется одорант СПМ (смесь природных меркаптанов), состоящий из следующих компонентов:

—бутилмеркаптан (до 11,0%);

— н-пропилмеркаптан (до 6,0%);

— трет-бутилмеркаптан (до 5,0%);

— н-бутилмеркаптан (до 1,5%);

—тетрогидротиофен (до 1,5%).

Принято считать, что основным фактором качества запаха одоризационной смеси является доля содержания в ней меркаптановой серы. Зная процентное содержание меркаптановой серы в транспортируемом газе, можно уменьшить норму ввода одоранта в поток газа.

Дата добавления: 2015-10-09 ; просмотров: 5325 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Газовая промышленность Спецвыпуск № 3 2016

Газораспределение и газоснабжение. Охрана труда и промышленная безопасность

Доклад «Одоризация» д-ра Франка Графа, Керстина Крегера (Исследовательский центр DVGW по газовым технологиям в Энглер-Бунте-Институте технологического университете в Карлсруэ (KIT)), Вернера Весинга (E.ON ENT) в рамках обмена опытом между E.ON New Build&Technology GmbH и ООО «Газпром межрегионгаз».

Информация с сайта компании Marcogaz. – [Электронный источник.] – Режим доступа: http://www.marcogaz.org

Основной компонент природного газа метан, как и его гомологи – этан, пропан, бутан, которые входят в состав природного газа, не имеет цвета и запаха. Для выявления утечек перед подачей в сети газораспределения природный газ одорируют (в газ добавляют сильно пахнущие вещества – одоранты). Необходимый уровень одоризации особенно важен для обеспечения безопасности использования газа в быту, так как в период между работами по техническому обслуживанию внутридомового и внутриквартирного газового оборудования (ВДГО и ВКГО) контроль над утечками газа осуществляется потребителем. В связи с тем, что у большинства потребителей отсутствуют приборы контроля загазованности, выявление утечки газа по запаху служит практически единственным методом контроля.

Важно, чтобы уровень одоризации газа, подаваемого во внутридомовые газопроводы, обеспечивал уверенное определение его содержания в воздухе еще до того, как оно достигнет взрывоопасных концентраций. Согласно ГОСТ 5542-2014 «Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия» уровень запаха газа при объемной доле в воздухе 1 % должен быть не менее трех баллов (умеренный запах). Нижний концентрационный предел распространения пламени у природного газа примерно в 5 раз выше, следовательно, в условиях, при которых возможен взрыв, концентрация одоранта в воздухе помещения должна быть в
5 раз выше уровня, соответствующего трем баллам. Отмечу, что нормально одорированный газ при взрывоопасных концентрациях пахнет настолько сильно, что не почувствовать запах невозможно. Однако при анализе происшествий, связанных с использованием природного газа, выявляются случаи, когда люди, находящиеся в загазованном помещении, либо не почувствовали запаха газа, либо он был не настолько сильным, чтобы вызвать беспокойство. Это может быть следствием недостаточно одорированного газа.

Рис. 1. Распространение различных одорантов на территории Германии

В России нет федерального нормативного документа, который предписывал бы, как и чем одорировать газ. Существует только документ ПАО «Газпром» –
ВРД 39-1.10-06-2002 «Положение по технической эксплуатации газораспределительных станций магистральных газопроводов», в котором содержатся норма одоризации и указание, где и чем одорировать газ. Однако этот документ не является нормативным для организаций, не входящих в Группу Газпром, а его несоблюдение не может расцениваться надзорными органами как нарушение обязательных норм.

Согласно этому ВРД в качестве одоранта могут применяться меркаптаны (смесь природных меркаптанов – СПМ) или другие вещества и их смеси, обладающие интенсивным неприятным запахом при малой концентрации в газе и легкой испаряемостью при обычных температурах. На практике для одоризации в РФ, как правило, используется смесь природных меркаптанов производства Оренбургского ГПЗ (ООО «Оренбурггазпром»). Состав одоранта СПМ зависит от состава полученного природного сырья и может значительно изменяться в диапазоне, ограниченном техническими условиями ТУ 51-31323949-94-2002. Норма одоризации установлена только для меркаптана – 16 г на 1000 м3 природного газа. При этом не указано, для какого конкретно меркаптана действует эта норма. Следует отметить, что в советское время для одоризации использовался синтетический этилмеркаптан, и норма в 16 г на 1000 м3 природного газа была определена именно для него. Меркаптаны, входящие в состав СПМ, имеют разную молярную массу, и для одних и тех же объемных концентраций (именно объемные концентрации определяют уровень запаха) бутилмеркаптана нужно в 1,5 раза больше, чем этилмеркаптана.

Рис. 2. Распространение различных одорантов на территории Западной Европы

За рубежом для одоризации применяются различные вещества. Чаще всего это серосодержащие вещества:

• одоранты на основе меркаптпанов (например: Scentinel® A –
это чистый этилмеркаптан; Scentinel® E – это смесь трет-бутилмеркаптана – 77 %, изопропилмеркаптана – 16 % и n-пропилмеркаптана – 7 %);

• смеси тетрагидротиофена и меркаптанов (например, Scentinel® TB – это терогидротиофен – 70 % и трет-бутилмеркаптан – 30 %);

• тиофен и его смеси с меркаптанами (например: Scentinel® T это чистый тиофен; Scentinel® T-50 это тиофен – 50 % и трет-бутилмеркаптан – 50 %);

• одоранты на основе сульфидов и их смесей (например, Scentinel® S-50 – это метил-
этилсульфид – 50 % и третбутилмеркаптан – 50 %).

Значительное распространение получили бессернистые одоранты на основе акрилатов (например, одорант марки Gazodor S-Free – это смесь этилакрилата –
60 %, метилакрилата – 37 % и метилэтилпиразина -3 %). Используются также одоранты с малым содержанием серы, например одорант Spotleak Z – это смесь этилакрилата – 88 % и тетрагидротиофена – 12 %.

Читайте также:  Газовые краны: разновидности, основные характеристики и особенности выбора

В большинстве стран не существует требования применять какой-либо определенный одорант. Главное условие – он должен иметь сильный и неприятный запах. На рис. 1 показано распространение различных одорантов на территории Германии [1].

На рис. 2 демонстрируется распространение различных одорантов на территории Западной Европы [2].

В зависимости от используемых веществ запах одорантов существенно различается, и при смене одоранта газораспределительная организация обязана провести широкую информационную кампанию по оповещению населения. Кроме того, в течение некоторого времени после смены одоранта необходимо поддерживать повышенный уровень одоризации для выявления возможных утечек и ознакомления населения с новым запахом газа. Вследствие того что одоранты на различной основе имеют разный запах, люди, приехавшие в другой регион, не всегда могут однозначно идентифицировать утечку газа по запаху. Одна из составляющих обеспечения безопасности использования газа в быту – информирование населения о том, что в разных регионах газ может пахнуть по-разному.

В России были прецеденты использования в качестве одоранта бессернистых соединений. Однако ввиду того, что процесс перехода на новый одорант на национальном уровне никак не регламентирован, не были соблюдены необходимые меры по информированию населения. В итоге люди не могли понять, чем пахнет у них дома, что повышало риск несчастных случаев. На сегодняшний день автору неизвестно о действующей практике применения на территории РФ одорантов не на основе меркаптанов.

Таблица. Статистика по методам контроля одоризации в 18 европейских странах

¹ Германия: законодательно – приборный (органолептический дополнительно). ² Румыния: основной – органолептический.

³ Словакия: основной – органолептический.

⁴ Великобритания: основной – органолептический, приборный только для индикации.

С меркаптанами дело обстоит проще: все они имеют хорошо узнаваемый запах. Фактически при переходе одорирующей установки с одного меркаптана на другой или изменении соотношения разных меркаптанов в смеси не требуется специального оповещения населения о смене запаха газа. Именно поэтому переход от чистого этилмеркаптана на СПМ прошел в России незаметно для населения. Однако может потребоваться изменение нормы одоризации, обусловленное различной молярной массой меркаптанов, а также их различными физико-химическими свойствами.

Существенным недостатком меркаптанов является их химическая активность в условиях газораспределительной сети. Они вступают в химическую реакцию с оксидами железа, которых достаточно в газопроводах. Наибольшей реакционной способностью обладает метилмеркаптан, поэтому он не используется в составе одорантов. С ростом молекулярной массы меркаптанов наблюдается снижение их химической активности, при этом меркаптаны нормального строения проявляют более высокую реакционную способность по сравнению с меркаптанами изостроения. С другой стороны, применение меркаптанов более тяжелых фракций ограничено тем, что с увеличением молярной массы растет температура их кипения и снижается летучесть. При низких температурах (в зимний период) тяжелые меркаптаны конденсируются в газопроводах и не доходят до потребителей газа. Как уже упоминалось, норма в 16 г на 1000 м3 была установлена для этилмеркаптана. Устанавливалась она исходя из того, что для обеспечения необходимого уровня одоризации газа у потребителя требуется не менее 8 г этилмеркаптана на 1000 м3 газа. Такой двойной запас был принят с учетом снижения концентрации этилмеркаптана по мере продвижения газа по газопроводам.

Чувства и приборы

В европейских странах норма одоризации, как правило, определяется для каждой конкретной одоризационной установки отдельно, исходя из обеспечения необходимого уровня одоризации газа у потребителей. Для этого не реже одного раза в год (в некоторых странах чаще) проводится замер концентрации одоранта в точках контроля. После замера делается вывод о необходимости пересмотра нормы в большую или меньшую сторону. В случае изменения нормы через две недели делается новый замер, и при достижении необходимого уровня одоризации во всех контрольных точках утверждается новая норма. Как правило, изменение нормы производится редко и обусловлено увеличением протяженности газораспределительной сети. Следует отметить, что в разных странах различается средняя норма добавления одних и тех же одорантов. Например, средняя дозировка смеси меркаптанов в Германии составляет
6 г на 1000 м3, а в Италии эта же дозировка составляет 8 г на
1000 м3. Данные различия объясняют особенностями восприятия запахов у различных народов, а также спецификой национальной кухни и ее влиянием на порог восприятия запахов.

Для контроля уровня одоризации в европейских странах используется, как правило, приборный метод контроля. Необходимо отметить, что термин «приборный метод», примененный в
ГОСТ 22387.5-77, не соответствует правилам метрологии. В метрологии под приборными понимаются методы, при которых параметры измеряются приборами и не зависят от субъективных ощущений. Новая редакция ГОСТ 22387.5 от 2014 г., как и предыдущая, предусматривает применение только органолептических методов. Для исключения разночтений метод с применением аппаратов для приготовления газовоздушной смеси и последующим органолептическим определением уровня запаха в ГОСТ 22387.5-2014 назван «методом с использованием одориметра».

Рис. 3. Распространение различных методов контроля одоризации в Европе

На рис. 3 приведена статистика по методам контроля одоризации в 18 европейских странах.

Из этой статистики видно, что большинство государств полностью отказалось от органолептического метода контроля. Шесть стран применяют и приборный, и органолептический методы. Одно государство контролирует только расход одоранта в точке одоризации. И лишь Великобритания для измерения пользуется исключительно органолептическим методом. Правда, эти данные были собраны летом 2012 г. и, возможно, уже устарели.

Современная тенденция в мире такова, что все больше стран переходят на приборный метод контроля одоризации. Например, в Италии стандарт UNI 7133-2:2012 «Одоризация газа для бытового и подобного применения. Часть 2:
Требования, контроль и управление» регламентирует применение и приборного, и органолептического методов. Пункт 6.1
этого стандарта в переводе звучит так: «На практике испытания осуществляются инструментальными газохроматографическими методами, которые оценивают концентрацию одоранта в единице объема горючего газа; тем не менее испытания могут проводиться также путем применения риноаналитичекого метода, описанного в п. 4.4.4 стандарта UNI 7133-3:2012, при помощи которого определяется непосредственно насыщенность запаха газа». Хотя в Италии допускаются оба способа, уже в стандарте признается, что де-факто итальянские ГРО выбрали приборный контроль.

В Европе приборный метод считается объективным и признается в качестве доказательного в ходе судебных разбирательств. Кроме того, приборный метод выгоден с точки зрения экономики: по сравнению с аппаратным, для которого необходимо несколько человек (в соответствии с ГОСТ 22387.5-2014 – пятеро испытателей плюс руководитель работ) и значительное время, измерения приборным методом проводятся одним человеком за пять минут. Экономия трудозатрат очевидна. Учитывая, что сотрудники получают зарплату не только за время измерений, но и за то время, которое им требуется, чтобы доехать на точку замера и обратно, то выгода получается еще более существенной. Не стоит забывать и о затратах на приобретение оборудования. Для осуществления органолептического контроля необходимо закупать аппараты для приготовления смеси, стоимость которых часто выше, чем стоимость переносных приборов измерения концентрации одоранта.

Еще одним существенным достоинством приборного метода считается возможность организации непрерывного контроля. Результат измерения уровня одоризации может использоваться для контроля работы одоризационной установки и автоматической корректировки, а также может быть сохранен в архиве для использования при необходимости.

ПРИБОРЫ И СТАНДАРТЫ

Чтобы перевести измеренную концентрацию одоранта в оценку запаха газа, в странах, применяющих приборный контроль одоризации, для каждого вида одоранта определены соответствия между диапазоном его содержания в газе и уровнем запаха. Учитывая, что широко применяемый в РФ одорант марки СПМ имеет непостоянный компонентный состав, АО «Газпром газораспределение» провело исследования в целях определения возможности установления стандартного соотношения уровня запаха и диапазона содержания СПМ. Результаты показали, что решающим для уровня запаха следует считать количество меркаптановой серы. При этом масса меркаптана не имеет значения –
интенсивность запаха зависит только от суммарного объемного содержания меркаптанов в газе. Таким образом, исследование доказало, что приборный метод контроля одоризации применим не только к одорантам с постоянным компонентным составом, но и к СПМ. В ходе обмена опытом мы поделились результатами данного исследования с немецкими коллегами, которые провели подобные исследования в Германии и получили аналогичные результаты. На их основе в Германии были приняты решения по оптимизации контроля интенсивности запаха газа, и теперь проводится контроль уровня одоризации газа, одорированного смесями меркаптанов, без хроматографического разделения одоранта на составляющие. Для этого используются более дешевые электрохимические приборы измерения концентрации меркаптановой серы.

В России приборный метод контроля одоризации также набирает популярность. ГОСТ Р 54983-2012 предусматривает возможность использования приборов контроля интенсивности запаха газа, но еще до его принятия многие ГРО применяли индикаторы интенсивности запаха одоранта для оперативного контроля уровня одоризации. Некоторые ГРО включили в состав телеметрии на газорегуляторных пунктах поточные приборы контроля одоризации и получают оперативную онлайн-информацию о содержании одоранта в газе. Использование приборного контроля одоризации не согласуется с ГОСТ 22387.5-2014, тем не менее применение этого метода не нарушает обязательных требований документов по техническому регулированию, хотя и не заменяет органолептический метод в части доказательства соответствия подаваемого газа требованиям ГОСТ 5542-2014. Для стандартизации приборного контроля одоризации и перевода измеренной концентрации одоранта в балльную систему АО «Газпром газораспределение» подготовлен СТО ГАЗПРОМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ «Проектирование, строительство и эксплуатация объектов газораспределения и газопотребления. Приборный контроль уровня одоризации природного газа».

Какие свойства имеют одоранты для природного газа

Природный газ не пахнет, поэтому не воспринимается органами обоняния. Чтобы обнаружить его утечку, необходимо использовать специальные датчики или использовать в составе газа вещество, способное придать ему определенный запах, который будет чувствоваться даже при небольшом количестве.

Метан, который является основным элементом природного газа, вызывает у человека сильное отравление и может привести к летальному исходу. Среда, в которой имеется высокая его концентрация, при наличии открытого огня может воспламениться или взорваться. Датчики не способны справляться с этой задачей достаточно эффективно, потому что должна произойти действительно большая утечка газа, чтобы они сработали. Эту проблему решают одоранты для природного газа.

Одоранты – это специальные вещества, которые вводятся в природный газ, и позволяют быстро почувствовать наличие газа в помещении. Их смешивание с природным газом называется одоризацией и выполняется на специальных станциях. Одорантам присущи такие качества, как:

  • сильный неприятный запах, который легко распознается органами обоняния;
  • высокая устойчивость, которая обеспечивает стабильную дозировку;
  • высокая концентрация, позволяющая расходовать меньшее количество вещества;
  • низкий уровень токсичности, обеспечивающий безопасность эксплуатации;
  • минимальное корродирующее воздействие на все элементы системы.

Найти вещество, которое будет иметь все вышеперечисленные свойства, практически невозможно. Мало того, оно должно соответствовать всем требованиям, которые изложены в специальной инструкции, которая выпущена в 1999 году специалистами ОАО «Газпром». Особое внимание в ней уделяется безопасности производства, хранения и транспортировки одорантов.

Концентрация вещества, позволяющая обнаружить утечку

Для того чтобы своевременно приять меры по предотвращению взрывоопасной ситуации необходимо, чтобы обнаружение газа происходило раньше, чем его концентрация достигала предела, равного 20% от предельной точки взрыввемости. Выражаясь более простыми словами, человек, имеющий нормальное обоняние, должен почувствовать запах одоранта, если его содержание в воздухе равно 1%. Количество содержимого вещества зависит от его химических свойств. Взять, к примеру, этилмеркаптан. Нормой ввода для него равна 16 граммам на 1000м3. Так, для любого вещества необходимо производить отдельный расчет, который и определит необходимую его концентрацию.

Читайте также:  Обзор способов соединения газовых труб и методов герметизации соединений

Свойства и состав одорирующих веществ

Этилмаркаптан начали применять еще во времена Советского Союза и изготавливался он в Дзержинске. Выявлено, что он имеет невысокую химическую стабильность, которая выражается в его быстром окислении. Последнее вещество всегда присутствует в газопроводе. Они образовывают другой химический элемент, который называется диэтилдисульфидом. Этот элемент, по сравнению с этилмаркаптаном, обладает слабой интенсивностью запаха, поэтому приходится увеличивать его концентрацию, соответственно и затраты. Говоря об этом веществе, необходимо ответить, что оно достаточно токсично.

Еще один достаточно распространенный СПМ. Основным его производителем является завод по газопереработке, который находится в Оренбурге. В его состав входит много отдельных компонентов, таких как этилмеркаптан, изо-попилмеркаптан и бутилмеркаптан. Всего их 7 и все они имеют различную массовую долю в веществе. На 1000м3 вводится 16 г СПМ. В качестве одоранта зарубежном используют меркаптан, который создается при химическом синтезе серы, сульфида и других веществ, но уже с меньшей молекулярной долей.

Международный стандарт, которого придерживалось большинство производителей и потребителей, совсем недавно был изменен. Если раньше в качестве одорантов применялись соединения сери, которые имеют температуру кипения в 130 градусов, то сейчас широко начали применять бессернистые соединения. Им присущи следующие свойства:

  • экологическая чистота продукта. В атмосферу не выбрасываются соединения, которые имеют серу;
  • более резкий и стойкий запах;
  • соответствие эпидемиологическим нормам;
  • высокая интенсивность;
  • низкая концентрация;
  • вещество стабильно даже при длительной транспортировке или хранении;
  • не изменяющиеся свойства, даже во время больших колебании температуры;
  • не растворяется в воде.

Одним из примеров таких одорантов выступает Gasador. Его признали пригодным в нашей стране, после того, как были пройдены все испытания. Они проводились на предприятии ООО «Севергазпром».

Возможные изменения в регламентированных нормах одорантов

За последние несколько лет количество аргументированных предложений по отмене жестких регламентированных норм резко увеличилось. Если для всех объектов будут установлены индивидуальные нормы, в которых будет приниматься во внимание такие факторы, как длинна газопровода, а так же состав вещества и его качество, то это даст дополнительный толчок к использованию разных одорантов.

На качество одорантов природного газа влияют:

  • Длина газопровода газопровода может отрицательно сказываться на качестве этилмеркаптана. При химической реакции элементов состава одоранта, а так же элементов трубопровода, происходит уменьшение интенсивности газа. Поэтому предприятию, которое транспортирует природный газ, приходится увеличивать количество вводимого одоранта.
  • Качество запаха смеси зависит от массовой доли серы. Если знать, какой процент элемента содержится в транспортируемом природном газе, можно изменять количество вводимого одоранта в общий поток. При этом наличие большого количества примесей может повлиять на ухудшение его качества. Так, самое отрицательное влияние на качество оказывает влага, которая приводит к появлению в трубопроводе конденсата, что повлечет за собой растворение некоторого количества одоранта.
  • Компоненты состава и их качество. Говоря о качественном составе, нельзя оставить тему транспортировки одорантов в нашей стране. Из-за того, что для этой цели очень часто используется черная сталь, которая вступает в реакцию с перевозимым веществом, одорант за время транспортировки достаточно сильно теряет свои качества. На это влияют и температурные перепады, которые возникают из-за большой протяженности магистралей, проходящих через всю страну. Кроме этого, значительное снижение фактического качества некоторых элементов одоранта происходит из-за колебаний в соотношении ее компонентов, которая происходит по вине завода изготовителя.

Требования безопасности при перевозке одоранта СПМ

В инструкции по требованиям безопасности при перевозке указано, как правильно сливать и заливать вещество, как осуществлять автомобильную перевозку, пользуясь дорогами общего пользования, как организовывать и технически обеспечивать данное мероприятие.

Первым пунктом необходимо уточнить, что одорант СПМ имеет 3 класс опасности. Данное вещество имеет прозрачный цвет и специфический запах, который чувствуется даже при минимальных количествах. Максимальная плотность одоранта, которая допускается при ее смешивании, составляет 1 мг/м3. Если он контактирует с водой или кислородом, то воспламенение не происходит. Токсичные вещества не образуются. При контакте с открытым огнем, происходит быстрое воспламенение. В условиях закрытого тигля, он загорается при 30 градусах.

Одорант не вызывает отравления, но даже небольшая его концентрация может вызвать тошноту, рвоту боли в голове. Более высокая концентрация влияет на расстройство нервной системы, а так же приводит к наркотическому воздействию, которое, как правило, приводит к мышечной скованности. Попадание небольшого количества одоранта на кожу приводит к раздражению. Большее количество может проникнуть в организм и проникнуть во внутренние органы, затем окислиться до сульфата.

Необходимо помнить, что купить возле одорантов, во время перевозки, строго запрещено. Это может принести непоправимый вред здоровью.

ОДОРИЗАЦИЯ ГАЗА

Природный газ, очищенный от сероводорода, не имеет ни цвета, ни запаха. Поэтому обнаружить утечку газа довольно трудно. Чтобы обеспечить безопасность транспорта и исполь­зования газа, его одорируют, т. е. специально придают резкий и неприятный запах. Для этой цели в газ вводят одоранты, к которым предъявляются следующие требования. Продукты сго­рания одорантов должны быть физиологически безвредными, достаточно летучими (низкая температура кипения), не долж­ны вызывать коррозию, химически взаимодействовать с газом, поглощаться водой или углеводородным конденсатом, сильно сорбироваться почвой или предметами, находящимися в поме­щениях. Одоранты должны быть недорогими. Этим требовани­ям в наибольшей степени удовлетворяет этилмеркаптан. Одна­ко при его использовании следует учитывать все присущие ему недостатки. Так, по токсичности он равен сероводороду. Поэтому если газ идет на химическую переработку, то необхо­димо проводить очистку от меркаптана, так как меркаптан отравляет катализаторы. Этилмеркаптан химически взаимодей­ствует с оксидами металлов, вследствие чего при транспорте одорированного газа запах его постепенно ослабевает [37].

Кроме этилмеркапатана также используют сульфан, метил-меркаптан, пропилмеркаптан, калодорант, пенталарам и др. В качестве одоранта применяют смесь меркапатнов, получаемых при очистке природного газа с высоким содержанием серы и сернистых соединений. Одоризацию газа проводят на головных сооружениях газопровода и газораспределительных станциях. Концентрация паров одоранта в газе должна быть такой, чтобы резкий запах ощущался при объемной концентрации газа, не превышающей 1/5 от нижнего порога взрываемости. Среднегодовая норма расхода этилмеркаптана составляет 16 г на 1000 м 3 газа. В летнее время расход одоранта примерно в 2 раза меньше, чем зимой.

Устройства, при помощи которых одорант вводится в поток газа, называются одоризаторами. Различают капельные, испа­рительные, барботажные и полуавтоматические одоризаторы.

Капельными одоризаторами одорант вводится в газопровод каплями или тонкой струей (рис. 4.19). Одоризатор действует за счет перепада давления, создаваемого диафрагмой. Одорант из поплавковой камеры проходит через диафрагму, смотровое стекло и по трубке поступает в газопровод. В поплавковой камере все время сохраняется постоянный уровень. Расход одоранта можно изменять при помощи сменной диафрагмы.

Рис. 4.19. Капельный одоризатор с диафрагмой: / — бачок для одоранта; 2 — фильтр-отстойник; 3 — поплавок; 4 — поплав ковая камера; 5, 8 — соединительные трубки; 6 — тонкая диафрагма; 7 — смотровое стекло; 9 — диафрагма в газопроводе; 10 — газопровод; 11 — ручной насос; 12 — запасная емкость

Наибольшее распространение получили испарительные (фи­тильные) и барботажные одоризаторы.

Рассмотрим принцип действия испарительного одоризатора (рис. 4.20). В резервуар с одорантом частично погружены фланелевые полосы. Над поверхностью одоранта между фла­нелевыми полосами проходит газ и насыщается одорантом. Резервуар снабжен подогревателем (на схеме не показан). Температура одоранта, от которой зависит интенсивность испарения, а следовательно, и степень одоризации, поддер­живается терморегулятором.

Рис. 4.20. Испарительный (фитильный) одоризатор:
1 — диафрагма; 2 — газопровод; 3 — резервуар; 4 — вертикально подве­шенные фитили; 5 — регулировочный вентиль; 6 — мерное стекло

Барботажный одоризатор представлен на рис. 4.21. Из га­зопровода 3 часть газа попадает в барботажную камеру 2, в которой происходит насыщение газа одорантом, поступаю­щим из расходного бака 13. При помощи поплавкового регу­лятора в барботажной камере поддерживается постоянный уровень. Отсюда газ через емкость одоризатора 17 поступает в газопровод за диафрагмой 1, создающей перепад давления для прохождения газа через одоризатор. Капли неиспарившегося одоранта, захватываемые газом из барботажной камеры, оседают на дно емкости 17. Накапливающийся там одорант сливается через кран 20. Регулирование степени одоризации осуществляется вентилем 19.

Однако для рассмотренных одоризаторов характерно от­сутствие прямой пропорциональной зависимости расхода одоранта от расхода газа, так как ввод одоранта происходит под действием меняющегося столба жидкости, не зависящего от количества проходящего газа. При колебании расхода в тече­ние суток часто приходится менять режим работы установки. Регулировку выполняют вручную игольчатым вентилем, поэтому точность дозирования зависит от опытности обслужи­вающего персонала.

На некоторых газораспределительных станциях внедрены полуавтоматические установки одоризации газа, которые просты по конструкции, надежны в работе и обеспечивают практи­чески полную пропорциональную зависимость расхода одоранта от расхода газа. Установка работает следующим обра­зом (рис. 4.22). На пути газового потока в газопроводе уста­новлена диафрагма 9, на которой создается определенный перепад давления в зависимости от расхода газа. Газ с давле­нием P1 до диафрагмы поступает в бачок 3 с одорантом и создает давление р2 на столб одоранта, равное р1 — рgН. Одорант из бачка 3 через фильтр 2 и калибровочное стекло 1 впрыскивается в газопровод за диафрагмой с давлением р2. Давление впрыскивания меняется в зависимости от количе­ства газа, проходящего через диафрагму, и этим достигается пропорциональность расхода одоранта и газа. Уровнемерное стекло 4 используется для наблюдения за расходом одоранта. Емкость 8, предназначенная для заполнения бачка деодоран­том, снабжена предохранительным клапаном 5. Давление заполнения бачка поддерживается редуктором 7 и контролиру­ется по манометру 6. При монтаже фланец с соплом крепит­ся к фланцу задвижки 10, что позволяет заменять и чистить сопла. Изменение степени одоризации достигается за счет изменения диаметра сопла. Степень одоризации определяет­ся хроматографическим методом

Рис. 4.22. Полуавтоматическая одоризационная установка

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Одорант природного газа: чем одорируют газ + разбор норм и правил одоризации

В газ, поступающий на бытовые и коммунальные нужды, должны добавляться одоранты — вещества с резким характерным запахом — для своевременного обнаружения по запаху даже небольших утечек.

Одоранты, добавляемые в газ, и продукты их сгорания должны быть безвредны для организма человека и не вызывать коррозии металла.

Одоризацию природных и попутных газов, как правило, осуществляют на промысловых сооружениях.

При получении от поставщиков неодоризованного газа его одорируют на ГРС, от которых газ поступает в сеть потребителей.

Если газ одорируется на промысловых ГРС или ГС, то при необходимости на ГРС проводится дополнительная одоризация.

Для одоризации газа на магистральных газопроводах применяется этилмеркаптан — горючая жидкость с температурой кипения 37 °С. Среднегодовая норма расхода этилмеркаптана для одоризации природного газа 16 г (19,1 см 3 ) на 1000 м 3 газа (при 0 °С и 133 Па).

Читайте также:  Гидравлический расчет газопровода: методы вычислений + пример расчета

Одорант должен храниться в бочках заводского изготовления в специальном огнестойком помещении или в подземной металлической емкости, связанной технологическими линиями с одоризационной установкой.

Хранение одоранта вблизи отопительных приборов и под воздействием прямых солнечных лучей не разрешается.

Одорант из емкостей склада в промежуточную расходную емкость должен подаваться с помощью насоса через фильтр.

В расходный бачок одоризатора одорант должен поступать по специальному трубопроводу через фильтр путем передавливания газом из газопровода.

Эксплуатация емкостей одоризационной установки, работающих под давлением свыше 0,07 МПа (0,7 кгс/см 2 ), а также материалы, из которых они изготовлены, должны соответствовать требованиям действующих Правил устройств и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением Госгортехнадзора.

Технологические линии одоризационных установок, их запорная арматура и сальниковая набивка должны быть выполнены из материалов инертных к одорантам.

К моменту сдачи одоризационной установки в эксплуатацию должны быть разработаны и утверждены руководством ЛПУМГ инструкции по их эксплуатации и ремонту; проведено обучение эксплуатирующего персонала.

При работе одоризационной установки необходимо:

а) следить за герметичностью аппаратуры и коммуникаций, а при обнаружении неисправностей немедленно принимать меры к их устранению:

б) соблюдать правила хранения, заливки и использования одоранта, помня, что чрезмерно одоризованный газ ядовит;

в) вести учет расхода одоранта и степени одоризации газа.

Склад хранения одоранта должен быть оборудован средствами пожаротушения и индивидуальными средствами защиты обслуживающего персонала.

Глава 29

ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТАНОВОК СЕПАРАЦИИ, ОЧИСТКИ ОТ СЕРОВОДОРОДА И УГЛЕКИСЛОТЫ, ОСУШКИ И ОДОРИЗАЦИИ ГАЗА

Для каждого производственного процесса должны быть разработаны технологические регламенты, согласованные и утвержденные в установленном порядке Мингазпромом.

Руководство предприятия, выпускающего продукцию, обязано обеспечить точное соблюдение утвержденного технологического регламента с максимальным использованием современных средств технологического контроля и автоматического регулирования процесса.

Запрещается эксплуатация предприятия без утвержденного технологического регламента или по технологическим регламентам, срок действия которых истек.

Лица, виновные в нарушении действующего технологического регламента, привлекаются к строгой дисциплинарной ответственности, если последствия этого нарушения не требуют применения к этим лицам более сурового наказания в соответствии с действующим законодательством.

Эксплуатации, освидетельствование и ремонт аппаратов и емкостей установок сепарации, очистки от сероводорода и углекислоты, осушки и одоризации газа проводятся в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением Госгортехнадзора.

Решили подключить газ? Но не знаете с чего начать? Начните со Звонка

Покрытие, чистка и ремонт оборудования проводятся по графику, утвержденному руководством ЛПУМГ и ПО.

Вскрытие, очистка и промывка аппаратов и отдельных узлов проводятся в соответствии с действующей инструкцией под руководством ответственного за эксплуатацию установок лица.

Огневые работы на территории, где установлены пылеуловители и аппараты очистки и осушки газа, выполняют под руководством начальника (заместителя начальника) ЛПУМГ в соответствии с Типовой инструкцией на производство огневых работ на действующих магистральных газопроводах, газосборных сетях газовых промыслов и СПХГ, транспортирующих природный и попутный газ.

Извлеченные из аппаратов и коммуникаций загрязнения (в особенности содержащие пирофорные соединения) всегда должны быть под слоем жидкости и не иметь контакта с воздухом во избежание самовозгорания. Эти загрязнения должны сжигаться вне территории площадок установок в специально отведенных ямах с последующей засыпкой их землей.

Порядок эксплуатации, вскрытия, чистки и ремонта основного и вспомогательного технологического оборудования, эксплуатации приборов КИП и А, обращения с извлеченными из установок сепарации загрязнениями, очистки от сероводорода и углекислоты, осушки и одоризации газа определяются соответствующими инструкциями.

После монтажа или ремонта аппаратов и оборудования установок пуск в работу должен осуществляться под руководством ответственного инженерно-технического работника, за которым закреплено оборудование.

Контроль качества газа осуществляется по ОСТ 51.40-93 и действующим ГОСТ 20061-84.

По качественным показателям газ принимает поставщик в пунктах сдачи.

Пробы для контроля качества отбирают по ГОСТ 31370-2008 (ИСО 10715:1997). Периодичность отбора проб определяется в каждом отдельном случае по договоренности между поставщиком и потребителем.

Качество газа контролируется по методам испытаний, указанным в ОСТ 51.40-74. В случае несоответствия качества газа требованиям этого ОСТа проводятся повторные периодические измерения в течение 8 ч только по показателям, давшим отрицательные результаты. Результаты повторных измерений являются окончательными. В спорных случаях установления качественных показателей газа проводятся совместные контрольные измерения представителями обеих сторон. Результаты измерений оформляются двухсторонним актом. Порядок разрешения спорных вопросов по показателям качества газа устанавливается по договоренности между поставщиком и потребителем.

Поставщик гарантирует соответствие качества природного газа требованиям ОСТ 51.40-74 при соблюдении Правил технической эксплуатации магистральных газопроводов.

Природный газ пожаро- и взрывоопасен. Пределы и температуры воспламенения для конкретного состава природного газа определяются в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89.

Влагосодержание газа определяется с помощью влагомера ТТР-8 или аналогичным прибором.

Одорант природного газа: чем одорируют газ + разбор норм и правил одоризации

Углеводородные топлива бесцветны и не имеют запаха. Это затрудняет обнаружение их в помещениях при утечке. Согласно требованиям государственных стандартов на сжиженный газ, запах газа должен ощущаться при объемном содержании его в воздухе, равном 0,5 %. для придания сжиженному газу специфического запаха к нему добавляют сильно пахнущие вещество – одоранты.

Одорант – вещество, добавляемое в газ или воздух для придания ему характерного запаха. Ввод одоранта в поток газа осуществляется на одоризационных установках и способствует установлению его утечек.

Одоризация природного газа.

Одоранты, добавляемые в природный газ, в идеале должны обладать следующими свойствами:

– иметь резко выраженный, специфический запах (для четкого распознавания);

– проявлять физическую и химическую устойчивость в парообразном состоянии при смешении с природным газом и движении по трубопроводу;

– быть сильно концентрированными (для уменьшения общего расхода вещества);

– обладать минимальной токсичностью в рабочих концентрациях и не образовывать токсичных продуктов при сгорании (для безопасной эксплуатации);

– не оказывать корродирующего воздействия на материалы газопроводов, емкостей для хранения и транспортирования, запорно-регулирующей арматуры (для обеспечения длительного срока службы газопроводов и газового оборудования).

В настоящее время не существует одоранта, в полной мере отвечающего вышеперечисленным требованиям, поэтому потребителям приходится мириться с рядом неудобств, работая с имеющимися одорантами, и строго следовать требованиям безопасности при работе с ним [1]. Формулировки ряда пунктов вызывают справедливые нарекания со стороны специалистов эксплуатирующих организаций, однако другого официального нормативного документа, в части работы с одорантом, на сегодняшний день нет.

Для своевременного принятия мер по предотвращению аварийных ситуаций в случае утечек, природный газ должен обнаруживаться по запаху при его содержании в воздухе не более 20 % от нижнего предела взрываемости. Исходя из этого требования, процесс одоризации должен обеспечивать такое содержание одоранта в газе, чтобы человек с нормальным обонянием мог обнаружить запах при объемной доле газа в воздухе, равной 1 %. Количественное содержание одоранта в подаваемом потребителю газе нормируется в зависимости от химического состава используемой одоризационной смеси. Например, в соответствии с [2], для этилмеркаптана норма ввода составляет 16 г (19,1 см³) на 1 000 м³ газа, приведенного к нормальным условиям.

Этилмеркаптан был одним из первых промышленных одорантов, применявшихся в бывшем СССР (изготовитель – Дзержинский завод жирных спиртов). Его основным недостатком является химическая нестабильность, выражающаяся в легкой окисляемости и способности к взаимодействию с оксидами железа (всегда присутствующими в газопроводах) с образованием диэтилдисульфида. Как известно, дисульфиды имеют значительно меньшую интенсивность запаха, что снижает эксплуатационные свойства одоранта и ведет, в итоге, к увеличению расхода исходного вещества (этилмеркаптана). Особенно заметно снижение интенсивности запаха при транспортировании одорированного этилмеркаптаном газа по трубопроводам на большие расстояния. К другим недостаткам этилмеркаптана можно отнести его высокую токсичность, растворимость в воде (7,5 г/л), наличие серы, во время сгорания которой образовываются токсичные оксиди, высокая степень опасности.

Норма ввода многокомпонентного одоранта СПМ в России такая же, как и для этилмеркаптана – 16 г (19,1 см³) на 1 000 м³ газа, приведенного к нормальным условиям. В зарубежных странах в качестве одорантов широко используются меркаптаны, получаемые в результате химического синтеза на основе серы, сероводорода, сульфидов и других сернистых соединений. Как правило, используются смеси нескольких веществ, то есть синтезированный одорант также, как и природный, является многокомпонентным веществом. Такие одоранты – более стабильны по своему химическому составу и не содержат посторонних примесей. Хранятся и транспортируются синтезированные одоранты в специально предназначенных для этих целей сосудах из коррозионностойких материалов.

Наряду с другими факторами, качество одоризации газа напрямую зависит от способа одорирования и обеспечиваемой этим способом точности одорирования, а также, в значительной мере – от степени автоматизации и элементной базы оборудования, реализующего процесс одоризации газа. Учитывая непрерывную динамику в совершенствовании технологий и оборудования, следует ожидать в ближайшее время на данном направлении появления принципиально новых технических решений, позволяющих оперативно менять дозировку вводимого в поток газа одоранта, исходя из экспресс-анализа компонентного состава одоризационной смеси. При этом неизбежно потребуется внесение соответствующих изменений во все нормативно-технические документы, затрагивающие процессы производства, хранения, транспортировки и использования одоранта [1].

Одоризация сниженных углеводородных газов

Одоризация сжиженных углеводородных газов бытового и коммунально-бытового назначения должна проводиться на нефтехимических, газо- и нефтеперерабатывающих заводах. Норма одоризации зависит от содержания основных компонентов сжиженного углеводородного газа. При массовом содержании пропана до 60 % (включительно), бутана и других газов более 40 % количество этилмеркаптана составляет 60 г на 1 т сжиженного газа, а при массовом содержании пропана свыше 60 %, бутана и других газов до 40 % – 90 г на 1 т сжиженного углеводородного газа. Заводы-изготовители осуществляют одоризацию в потоке путем введения одоранта в трубопроводы, по которым газ подается из резервуаров к наливным железнодорожным эстакадам.

Органолептическая проверка интенсивности запаха одорированных сжиженных газов проводится пятью испытателями в специально оборудованной комнате – камере с температурой (273±4) К, где объемное содержание сжиженных газов в воздухе должно составлять 0,4 %, что соответствует нижнего предела взрываемости. В камеру газ поступает из баллона или пробоотборника, заполненного не менее чем на 75 % объема. Затем при помощи вентиляторов его перемешивают с воздухом. Интенсивность запаха оценивают по пятибалльной шкале, если запах окажется недостаточным, то проводится оценка другой пробы газа пятью незаинтересованными испытателями. Одновременно осуществляют физико-химический анализ на содержание этилмеркаптана в углеводородной газовой смеси и делают корректировки.

Поскольку сырьевая база для производства природного одоранта далеко не исчерпана, и работы по улучшению качества СПМ продолжаются, можно ожидать, что использование в России отечественного одоранта будет еще долгим. Следовательно, внедрение современных технологий одоризации газа с применением одоризатора газа конкретного типа, позволяющего работать с различными одорантами без кардинальной реконструкции объекта, сегодня очень актуально.

Ссылка на основную публикацию