Одорант природного газа: особенности одорантов, нормы и правила их ввода

Ограничения при добавлении в газ

В концентрированном состоянии одоранты ядовиты и представляют опасность для людей. Исходя из этого, для их транспортировки и хранения применяются герметичные емкости с несколькими степенями защиты. Резервуары и склады оснащаются сигнализацией, на входе выставляется охрана.

Концентрация наполнителей в газе регламентирована ГОСТ 5542-2014. В соответствии с требованиями документа она не должна превышать 0,0036 грамм на кубический метр. При этом допускается отклонение в обе стороны до 10%. Более подробно правила приготовления и использования одорантов изложены во внутреннем документе Газпрома ВРД 39-1.10-069-2002.

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».

Способы определения запаха природного газа

Тип одоранта выбирается в зависимости от потребностей:

• достаточная производительность;
• требуемый уровень точности;
• материальные возможности.

Добавка используется как в жидком, так и в парообразном виде. Первый способ предполагает капельное впрыскивание или использование дозирующего насоса. Для насыщения пара одорант вводится в часть газового потока путем разветвления или продувки влажного фитиля.

Метод № 1 – капельное введение вещества

Этот метод ввода относительно недорог и прост в использовании. Принцип работы основан на подсчете количества капель в единицу времени, что дает возможность получить необходимый расход.

Для транспортировки газа в больших объемах капли превращаются в поток жидкости; в этих случаях используется шкала уровня или специальный градуированный контейнер.

Капельница используется для визуального контроля расхода агрессивных веществ даже при дозировании одоранта. Все детали, включая корпус, изготовлены из прочных материалов

Этот метод требует постоянной ручной настройки и проверки расхода, особенно когда количество пользователей меняется.

Процесс не поддается автоматизации, поэтому точность его невысока – всего 10-25%. В современных установках капельница используется только как резервная на случай выхода из строя основного оборудования.

Метод № 2: используйте ароматизатор для фитиля

Еще один метод, подходящий для небольших объемов газа, – это использование одоранта с фитилем. Все операции выполняются вручную. Одорант используется для состояния пара и жидкости, его содержание определяется количеством расхода в единицу времени.

Испарение запахов фитиля, в отличие от других устройств, происходит непосредственно с поверхности, по которой проходит газ. Крышка часто состоит из фланелевых фитилей

Поток регулируется путем изменения количества газа, проходящего через фитиль.

Метод № 3 – запах пузырей в газе

Системы, использующие пузыри, в отличие от двух предыдущих, можно автоматизировать.

Одорант подается через диафрагму и дозатор, его количество рассчитывается пропорционально расходу газа. Вещество поступает самотеком из кормовой емкости. Эжектор отвечает за процесс наполнения.

Схема пузырькового парфюмера. К основным элементам относятся диафрагма, газовая линия, клапан, камера и фильтр. В зависимости от производительности газораспределительной станции производятся устройства различных типоразмеров

Среди последних разработок по улучшению процесса одорирования – использование насосов-дозаторов. Они состоят из очищающего фильтра, электронного блока управления и управляющего устройства – магнита или клапана.

Одоризация – природный газ

Одоризация природного газа, поступающего к индивидуальным и коллективным потребителям, необходима по технике безопасности. Соглашение на транспорт газа не содержит обязательств.
 

Одоризацию природного газа производят на ГРС, сжиженных углеводородных газов бытового и коммунально-бытового назначения – на газоперерабатывающих, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. При массовой доле пропана в сжиженном газе до 60 % ( включительно), бутана и других газов более 40 % норма одоризации составляет 60 г этилмер-каптана на 1 т сжиженного газа; пропана свыше 60 %, бутана и других газов до 40 % – 90 г на 1 т сжиженного газа.
 

Схема газоиндикатора ПГФ.

Для одоризации природного газа наиболее широко применяется этилмеркаптан, среднегодовой расход которого составляет 16 г на 1000 м3 при стандартных условиях.
 

Для одоризации природного газа применяют этилмеркап-тан – 15 г на 1000 м3 газа.
 

Таким образом одоризация природного газа этилмеркаптаном лишь незначительно увеличивает загрязненность дымовых газов сернистыми соединениями.
 

Исследования эффективности одоризации природного газа легкими фракциями сланцевых газовых бензинов с небольшими добавками технического этилмеркаптана показали, что они отвечают основным требованиям, предъявляемым к одорантам природного газа.
 

Таким образом, одоризация природного газа этшшеркапта-ном лишь незначительно увеличивает загрязненность дымовых газов сернистыми соединениями.
 

Очистка, осушка и одоризация природных газов, Гостоптехиздат, 1947, стр.
 

Одорант сульфан используют для одоризации природного газа в газовой промышленности. Диметилсульфид является хорошим растворителем и сырьем для получения диметилсуль-фоксида и диметилсульфона.
 

В настоящее время для одоризации природного газа в Советском Союзе применяется почти исключительно этилмеркаптан, получаемый синтетическим путем из хлористого этила и пидро-сульфида натрия. В газ с одорантом вносится 8 – 10 мг серы на 1 нм3 газа.
 

Почти все используемые для одоризации природного газа средства ( одоранты) содержат в качестве основного компонента меркаптаны. Вдыхание паров одорантов вредно для здоровья человека. Кроме того, одоранты ( этилмеркаптан, каптан, пен-таларм и др.) являются легко испаряющимися горючими веществами, причем их пары могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси.
 

Особая важность решения проблемы одоризации природного газа продиктована обеспечением безопасности потребителей и требует глубокой научной проработки.
 

Среднегодовая норма расхода этилмеркаптана для одоризации природного газа составляет 16 г на 1000 м3 газа.
 

Проанализированы проблемы, связанные с производством одорантов и одоризации природного газа в России. Рассмотрены состав и свойства применяемых в настоящее время одорантов. Обозначены требования к одорантам, обеспечивающим эффективную одоризацию газа.
 

Основные свойства одорантов

Газ широко используется в быту и способен спровоцировать сильное отравление, а высокая его концентрация создает взрывоопасную среду. Изначально бытовой газ (метан с другими примесями, в том числе пропаном, этаном, бутаном) не имеет запаха, и любая утечка из закрытой системы могла бы быть выявлена исключительно с помощью специальных датчиков.

Решают эту проблему путем добавления в газ компонента с ярко выраженным запахом — одоранта. А непосредственный процесс ввода в поток называется одоризацией. Смешивание проводят на газораспределительной станции или на централизованных пунктах.

В идеале одорирующие вещества должны обладать следующими качествами:

1. Иметь ярко выраженный, специфический запах для четкого и быстрого распознавания.
2. Обеспечивать стабильную дозировку. При смешивании с метаном и движении по газовой трубе одоранты должны проявлять химическую и физическую стойкость.
3. Иметь достаточный уровень концентрации для снижения общего расхода.
4. Во время эксплуатации не образовывать токсичные продукты.
5. Добавки не должны проявлять корродирующее действие по отношению к емкостям, арматуре, что обеспечит длительный срок службы газового оборудования и трубопроводов.

Одоранта, отвечающего в полной мере всем указанным критериям, не существует. Поэтому для Газпрома были разработаны технические условия ТУ 51-31323949-94-2002 и Положение по эксплуатации ВРД 39-1.10-069-2002. Но это внутренние документы Газпрома, обязательные к исполнению лишь организациями, входящими в Группу Газпрома.

В документе ВРД 39-1.10-06-2002 приведены основные требования к изготовлению, хранению, транспортировке и использованию добавок.

Для нейтрализации сильного запаха одоранта в местах его утечек используют раствор марганцовокислого калия или хлорной извести. В таком случае обязательно понадобится противогаз и другие средства защиты

Регламентировано правильное использование одорантов в Правилах эксплуатации магистральных газопроводов СТО Газпром 2-3.5-454-2010, где указано, что предел взрываемости легковоспламеняемой жидкости составляет 2,8-18%, а ПДК – 1 мг/м3.

Для определения интенсивности запаха одоранта в баллах, а также измерения его массовой концентрации может использоваться газоанализатор АНКАТ-7631 Микро-RSH

Вдыхание паров может спровоцировать позывы к рвоте, потерю создания, в больших количествах вещество вызывает судороги, паралич и летальный исход. По степени воздействия на организм – это вредные вещества 2-го класса опасности. Определить их концентрацию в помещении можно с помощью газоанализатора типа RSH.

Как ее проверить?

Безопасность вашего дома – исправный датчик термопары. Несколько раз в год термопаре необходима обязательная проверка и регулировка. Для этого приглашайте мастера, который сделает безопасный и точный анализ устройства.

Во время проверки показаний термопары учитывайте качество измерений самого устройства, систематически проверяя его работу.

Причины некорректной работы термопары:

• неправильно проведенная спайка двух металлических стержней;
• присутствие электрического шума;
• вы чувствуете запах газа, происходит утечка;
• термоэлектричество неоднородно.

Чтобы устранить эти проблемы, во время установки устройства следует:

• выбирать термопару с толстой и большой проволокой;
• не допускать температурного перепада;
• не допускать натяжения и колебания металлической проволоки;
• использовать датчик, который имеет рабочий температурный разброс.

Проверять исправность термопары нужно, следуя пошаговой инструкции.

1. Термопара имеет два конца. При проверке один из них нужно нагреть пламенем от запальника, а второй – при помощи гайки закрепить на резьбу клапана (электромагнитного).
2. Следующий этап заключается в ее отделении от котла. Потом нужно обеспечить стабильное пламя. Для этой цели также используется и газовая конфорка. Но эксперты советуют использовать пламя свечи.
3. Кончик устройства погружается в пламя, он должен находиться на уровне примерно 1 см над пламенем. Здесь нужно помнить, что огонь нагревает устройство практически до половины, поэтому лучше держать его за кончик.
4. Далее используется тестер, который определяет милливольты. Подключается он к выходному контакту и к корпусу самой термопары.
5. Если термопара исправна, то через 30 секунд после нагрева результат будет составлять от 17 до 25 мВ. А вот если этот показатель не превышает минимальный порог, то это означает, что она неисправна.

О том, как заменить термопару на газовой плите, вы можете узнать далее.

Готовить на газовой плите или работающей на газу варочной поверхности так же просто, как на обычных электрических конфорках. Даже использование газового духового шкафа какие-либо проблемы вызывает крайне редко. Но у многих сразу встает вопрос о безопасности такого оборудования, ведь «голубое топливо» взрывоопасно.

Увидеть свое жилье разрушенным в результате взрыва газообразного горючего вряд ли кому хочется. Чтобы предотвратить подобную трагедию, применяется такое устройство, как термопара в газовой плите. Она представляет собой основной элемент системы контроля исправности самого популярного газового прибора.

Согласитесь, что в случае с природным газом теме снижения рисков пожаров и взрывов уделять приходится особое внимание. В представленном нами статье приведены и детально описаны правила эксплуатации бытового оборудования, перерабатывающего газ

полезную информацию мы дополнили ценными рекомендациями

полезную информацию мы дополнили ценными рекомендациями.

Устройство и принцип работы

Известно, что в замкнутой цепи, которая состоит из двух проводников из разных металлов (напр., хромель и копель), возникает термоэлектродвижущая сила (ЭДС), при условии, что их горячий и холодный спаи имеют различную температуру (эффект Зеебека). Значение ЭДС зависит от материалов проводников, температур их холодного и горячего спаев.

Обычно, напряжение бытовой термопары находится в пределах 20-60 милливольт (мВ), чего достаточно для открытия газового клапана, но, разумеется, недостаточно для работы сложной автоматики и прочих модулей, для которых уже необходимо подключение к электросети.

Так выглядит стандартная термопара на фото.

Модуль не ограничивается парой спаев, однако устройство термопары достаточно простое и понятное:

1. Гильза, внутри которой находятся термоэлектроды с «горячим» спаем проводников, именно она крепится на горелочный модуль котла, рядом с пилотной горелкой (запальником).
2. Удлинитель, защищенный медной трубкой от внешнего воздействия электромагнитных полей, служит для соединения рабочей части (горячего спая) с электромагнитным газовым клапаном.
3. Диэлектрическая шайба с «холодным» спаем, именно она вставляется в гнездо газового электромагнитного клапана.

Чаще всего в термопарах бытовых газовых котлов используются спаи из хромеля и алюмеля (ТХА), хромеля и копеля (ТХК), железа и константана (ТЖК). Все используемые сплавы, их маркировка и характеристики указаны в таблице ниже.

Тип термопары (европейская классификация)	Материалы проводников спая	Российская маркировка	Диапазон температур, °C
K	хромель-алюмель	ТХА	-200 – 1 300
L	хромель-копель	ТХК	-200 – 850
J	железо-константан	ТЖК	-100 – 1 200
N	нихросил-нисил	ТНН	-200 – 1 300
T	медь-константан	ТМКн	-200 – 400
E	хромель-константан	ТХКн	0 – 600
S	платинородий-платина	ТПП10	0 – 1 700

Как работает термоэлектрический термометр в составе газового котла

Принцип работы термопары в составе газового котла везде один:

1. Сначала человек механическим путем открывает клапан подачи газа, удерживая кнопку электромагнитного клапана в течение 15-30 секунд.
2. Затем единожды нажимается кнопка пъезорозжига, возникает искра и зажигается запальная горелка.
3. Кнопка магнитного клапана удерживается еще на протяжении 30-60 секунд, пока рабочий спай термопары, находящийся рядом с запальником, не нагреется и не выдаст необходимое напряжение.
4. По прошествии 30-60 секунд кнопка электромагнитного клапана отпускается, но горение не прекращается, поскольку нагретая термопара вырабатывает достаточно напряжения для удержания газового клапана в открытом положении. Котел работает в штатном режиме, без вмешательства человека.
5. Как только горение прекращается, пламя больше не нагревает термопару, вследствие чего напряжения недостаточно для удержания электромагнитного газового клапана открытым, он закрывается, прекращая подачу газа.

Как выбрать умягчитель воды для газового котла и продлить срок службы теплообменника

Как работает датчик пламени в газовом котле

Датчик ионизации пламени – прибор, который призван обеспечить безопасную работу газового котельного оборудования. Устройство следит за наличием огня, и при обнаружении отсутствия пламени автоматически отключает котел. Принцип работы датчика пламени газового котла предусматривает следующее:

• функционал основан на образовании ионов и электронов при зажигании пламени. Образование ионного тока вызывает процесс притягивания ионов к электроду ионизации. Устройство подключается к датчику контроля горения;
• если при проверке датчиком контроля горения обнаруживается образование достаточного уровня ионов, это означает, что котел работает в штатном режиме. В случае снижения уровня ионов датчик блокирует работу котельного оборудования.

К ключевым причинам срабатывания датчика ионизации относят загрязнение клапана и некорректное соотношение уровня «газ-воздух». Также это происходит при оседании большого количества пыли на устройстве розжига.

Причины и опасность утечки газа

Небрежное отношение при установке газового оборудования может привести к утечке газа в квартире. При этом выделяют два вида причин утечки: бытовые случайности и профессиональная недоработка.

При профессиональной недоработке могут быть:

• дефекты в трубах и газопроводе;
• изъяны в газовых колонках;
• повреждения баллона;
• сломанная конфорка;
• плохое или неправильное крепление шланга и появление заломов и трещин;
• нарушение герметичности в креплении резьбы гайки, которая соединяет плиту с шлангом;
• износ или другие дефекты прокладки шланга или материала уплотнения на кране.

Изъяны в газовых колонках могут быть причиной утечки газа

В случае подобных утечек невозможно сразу определить, почему пахнет газом. В бытовых условиях возможны также и другие причины, которые чаще всего связаны с человеческим фактором:

• не закрыт или плохо закрыт кран;
• огонь на плите или в духовке потух, но газ продолжает поступать.

Главной опасностью природного газа заключается в том, что он обладает нейтральным запахом и бесцветен. Однако для того, чтобы своевременно обнаруживать утечку производители добавляют в газ специальные добавки, которые имеют специфический резкий запах.

К личным ощущениям человека, который отравился бытовым газом, относятся: головная боль, тошнота, удушье, головокружение, сухость во рту, слезотечение, жжение и покраснение глаз, общая слабость, нарушение аппетита и сна и т.д. При большом скоплении газа в закрытом помещении с доступом кислорода и других взрывоопасных источников (огня, электричества и т.д.) скорее всего произойдет взрыв и обрушение помещения.

Дави на счетчик

К сожалению, своими силами проверить качество потребляемого газа, чтобы выставить претензии поставщику, потребитель не может: бытовые газовые счетчики, которые бы проверяли калорийность газа, в мире не производятся.

Это подтвердил корреспонденту «ВД» Детлеф Веслинг, представитель немецкой компании E-On: «Фиксируется только потребленный объем, иначе это будут уже хроматографы. В Германии хроматографы обязательно стоят на всех газораспределительных пунктах, этого достаточно».

В Украине не то что на распределительных пунктах (они распределяют газ непосредственно в городах или селах), но и на газораспределительных станциях, через которые облгазы получают газ из магистральных труб — газпромовский или собственной добычи, — нет системы проверки качества.

И поскольку самостоятельно проверить калорийность газа потребитель не может никак, у поставщика возникает соблазн накрутить ему объем.

«ВД» детально отслеживает проблему качества газа в течение нескольких отопительных сезонов. Возьмем на себя смелость назвать два основных способа «накрутить» счетчик: это «мокрый» газ и добавление в природный газ азота. Того самого азота, при упоминании о котором у представителей облгазов начинается истерика.

Одна из жительниц Донецкой области минувшей зимой стала свидетельницей того, как из ее газовой трубы слесари выбивали ледяные пробки.

Собеседник издания в Институте газа пояснил, что, скорее всего, это гидраты, т. е. в газе слишком большое содержание воды. И предположил, что газ пришел из украинских месторождений или это угольный метан.

Проблему наличия воды в газе подтвердили и представители нескольких обл­газов. Им действительно периодически приходится отключать потребителей и продувать «хвосты» из-за скопившейся воды. Кроме того, дополнительная влага может появиться при переходе газа из маги­стральных трубопроводов в распределительные сети из-за изменения давления.

В «Укртрансгазе» пояснили: в принципе, магистральные трубы отделены от системы распределительных сетей, но полностью избежать смешения с украинским газом невозможно, особенно в областях, где этот газ добывается.

И, если поставки газа потребителям осуществляются на участке между двумя компрессорными станциями ГТС, то влажность там нужно контролировать особо тщательно. Даже остаточная влажность газа может существенно снизить его теплотворность.

Впрочем, публично изложенные проблемы никто не признает. Представителей облагазов на откровенность вызвал один из руководителей НКРЭ — корреспонденты «ВД» обсуждали с ним проблему качества газа, и чиновнику самому стали интересны нюансы.

Типы одорантов

Тетрагидротиофен (THT) –  циклический сульфид. Один из самых стойких к окислению от трубопроводов одорантов. Имеет среднюю интенсивность запаха. Формула: C4H8S Молекулярная масса: 88.172 Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS: 110-01-0 Относительная плотность: 1.000 Точка кипения: 115 – 124 °C Точка замерзания: -96°C Температура вспышки: -7 °C Содержание серы: 36.37 (вес %)

Димитилсульфид (DMS) – характеризуется хорошей устойчивостью к окислению.

Запах схож с запахом чеснока. 

Обычно используется, как примесь к тетрагидротиофену.

Формула:

C2H6S

Молекулярная масса:

62.135

Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS

75-18-3

Относительная плотность

0.8

Точка кипения

37 °C

Точка замерзания

-98°C

Температура вспышки

-38 °C

Содержание серы

51.61

(вес %)

Этилмеркаптан (EM) – классический одорант, применяемый на территории РФ.

Норма одоризации газа составляет

16 г/1000м3

Формула

C2H6S

Молекулярная масса

62.135

Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS

75-08-1

Относительная плотность

0.839

Точка кипения

34 – 37 °C 31

Точка замерзания

-148 -121°C

Температура вспышки

-48 °C

Содержание серы

51.61

(вес %)

Метилакрилат (MA) и Этилакрилат (EA) – не серосодержащие одоранты, экологически чистые, но более дорогие.

Формула

C4H6O

и

C5H8O2

Молекулярная масса

86.0892

и

100.1158

Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS

96-33-3

и 

140-88-5

Относительная плотность

0.9535 – 0.9574 0.9

Точка кипения

78 – 81 °C

и

99 – 100 °C

Точка замерзания

-75°C

и

-72°C

Температура вспышки

-3 °C

и

8.3 °C

Содержание серы (вес %)

32

Типы одорантов

Тетрагидротиофен (THT) –  циклический сульфид. Один из самых стойких к окислению от трубопроводов одорантов. Имеет среднюю интенсивность запаха. Формула: C4H8S Молекулярная масса: 88.172 Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS: 110-01-0 Относительная плотность: 1.000 Точка кипения: 115 – 124 °C Точка замерзания: -96°C Температура вспышки: -7 °C Содержание серы: 36.37 (вес %)

Димитилсульфид (DMS) – характеризуется хорошей устойчивостью к окислению.

Запах схож с запахом чеснока. 

Обычно используется, как примесь к тетрагидротиофену.

Формула:

C2H6S

Молекулярная масса:

62.135

Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS

75-18-3

Относительная плотность

0.8

Точка кипения

37 °C

Точка замерзания

-98°C

Температура вспышки

-38 °C

Содержание серы

51.61

(вес %)

Этилмеркаптан (EM) – классический одорант, применяемый на территории РФ.

Норма одоризации газа составляет

16 г/1000м3

Формула

C2H6S

Молекулярная масса

62.135

Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS

75-08-1

Относительная плотность

0.839

Точка кипения

34 – 37 °C 31

Точка замерзания

-148 -121°C

Температура вспышки

-48 °C

Содержание серы

51.61

(вес %)

Метилакрилат (MA) и Этилакрилат (EA) – не серосодержащие одоранты, экологически чистые, но более дорогие.

Формула

C4H6O

и

C5H8O2

Молекулярная масса

86.0892

и

100.1158

Регистрационный номер химсоединения по классификации CAS

96-33-3

и 

140-88-5

Относительная плотность

0.9535 – 0.9574 0.9

Точка кипения

78 – 81 °C

и

99 – 100 °C

Точка замерзания

-75°C

и

-72°C

Температура вспышки

-3 °C

и

8.3 °C

Содержание серы (вес %)

32