Gamtinių dujų odorantas: odorantų ypatumai, jų įvedimo normos ir taisyklės

Sprogimai, griovimai ir sugadinti gyvenimai – visa tai yra tragiškos netinkamo dujų įrangos eksploatavimo pasekmės. Jų tikimybė gerokai sumažėja, kuo greičiau bus nustatyta ir pašalinta nuotėkio vieta. Bet ar taip paprasta aptikti nuotėkį?

Jūs ne kartą girdėjote, kad dujos pačios kvepia, o nuotėkio metu kvapas sklinda būtent nuo jų, ar ne? Bet tai klaidinga nuomonė – į galutinę sudėtį kvapui suteikti pridedamas komponentas, žinomas kaip gamtinių dujų odorantas.

Pateiktame straipsnyje išsamiai nagrinėjamos odorantų savybės ir sudėtis, pagrindiniai jų įvedimo būdai siekiant užtikrinti saugumą tiek pramonės objektuose, tiek buityje. Kruopščiai apžvelgtos gamtinių dujų odorizacijos normos, taip pat naujausi teisės aktų pakeitimai. Kad būtų lengviau suprasti, tekstas papildytas vaizdo įrašais ir iliustracijomis.

Pagrindinės odorantų savybės

Dujos plačiai naudojamos buityje ir gali sukelti stiprų apsinuodijimą, o didelė jų koncentracija sukuria sprogimo pavojų. Iš pradžių buitinės dujos (metanas su kitomis priemaišomis, įskaitant propaną, etaną, butaną) neturi kvapo, o bet koks nuotėkis iš uždaros sistemos galėtų būti aptiktas tik specialiais davikliais.

Ši problema sprendžiama pridedant į dujas komponentą su ryškiai išreikštu kvapu – odorantą. O tiesioginis įvedimo į srautą procesas vadinamas odorizacija. Maišymas atliekamas dujų skirstymo stotyje arba centralizuotuose punktuose.

Idealiu atveju odorizuojančios medžiagos turėtų pasižymėti šiomis savybėmis:

1. Turėti ryškiai išreikštą, specifinį kvapą aiškiam ir greitam atpažinimui.
2. Užtikrinti stabilią dozavimą. Maišant su metanu ir judant dujų vamzdžiu, odorantai turi pasižymėti chemine ir fizine atsparumu.
3. Turėti pakankamą koncentracijos lygį bendram suvartojimui sumažinti.
4. Eksploatacijos metu nesudaryti toksiškų produktų.
5. Priedai neturi rodyti koroduojančio poveikio talpykloms, armatūrai, o tai užtikrins ilgą dujų įrangos ir vamzdynų tarnavimo laiką.

Odoranto, visiškai atitinkančio visus nurodytus kriterijus, nėra. Todėl „Gazprom“ buvo parengtos techninės sąlygos TU 51-31323949-94-2002 ir Eksploatavimo nuostatai VRD 39-1.10-069-2002. Tačiau tai vidiniai „Gazprom“ dokumentai, privalomi vykdyti tik organizacijoms, priklausančioms „Gazprom“ grupei.

Dokumente VRD 39-1.10-06-2002 pateikti pagrindiniai reikalavimai priedų gamybai, saugojimui, transportavimui ir naudojimui.

Norint neutralizuoti stiprų odoranto kvapą jo nuotėkio vietose, naudojamas kalio permanganato arba baliklio tirpalas. Tokiu atveju būtinai prireiks dujokaukės ir kitų apsaugos priemonių.

Teisingas odorantų naudojimas reglamentuotas Magistralinių dujotiekių eksploatavimo taisyklėse STO Gazprom 2-3.5-454-2010, kuriose nurodyta, kad degiosios medžiagos sprogumo riba yra 2,8–18 %, o DLK – 1 mg/m³.

Odoranto kvapo intensyvumui balais nustatyti, taip pat jo masės koncentracijai išmatuoti gali būti naudojamas dujų analizatorius ANKAT-7631 Mikro-RSH.

Garų įkvėpimas gali sukelti vėmimo potraukį, sąmonės netekimą, dideliais kiekiais medžiaga sukelia traukulius, paralyžių ir mirtį. Pagal poveikio organizmui laipsnį – tai 2-os pavojingumo klasės kenksmingos medžiagos. Jų koncentraciją patalpoje galima nustatyti naudojant RSH tipo dujų analizatorių.

Odorizuojančių medžiagų normos ir sudėtis

Gamtinės dujos turi būti juntamos pagal kvapą ore, kai jų koncentracija sudaro ne daugiau kaip 20 % apatinės sprogumo ribos, o tai atitinka 1 % organinių junginių tūrinės dalies. Ką daryti, jei jūsų bute kvepia dujomis, išsamiai aprašėme kitame straipsnyje.

Odoranto kiekis vartotojui tiekiamose dujose priklauso nuo mišinio cheminės sudėties.

Magistralinių dujotiekių GRS techninės eksploatacijos nuostatuose VRD 39-1.10-069-2002 nurodyta, kad etilmerkaptano įvedimo norma yra 16 g, skaičiuojant 1 000 m³ dujų.

Šis odorantas buvo vienas pirmųjų pramoninių priedų, naudotų buvusios SSRS teritorijoje, tačiau EtSH turi keletą reikšmingų trūkumų:

• pasižymi lengvu oksidavimusi;
• sąveikauja su geležies oksidais;
• turi didelį toksiškumą;
• tirpsta vandenyje.

Dietilsulfido, kuriam susidaryti linkęs etilmerkaptanas, susidarymas mažina kvapo intensyvumą, ypač transportuojant dideliais atstumais. Nuo 1984 metų beveik visoje Rusijos teritorijoje naudojamas natūralių merkaptanų mišinys, į kurio sudėtį įeina izopropilmerkaptanas, etilmerkaptanas, tert-butilmerkaptanas, butilmerkaptanas, tetrahidrotiofenas, n-propilmerkaptanas ir n-butilmerkaptanas.

Odorantas atitinka TU 51-31323949-94-2002 „Odorantas gamtinis UAB „Orenburggazprom““. Norma šiam daugiakomponenčiam priedui nesiskiria nuo rekomenduojamo etilmerkaptano kiekio.

Statinių pakrovimas užpildymui odorantu, pavojingo krovinio transportavimas, jo perstatymas aikštelėje turi būti atliekamas tik mechanizuotu būdu. Tai daroma siekiant išvengti pažeidimų ant talpyklų, ant kurių taip pat turi būti uždėtas ženklinimas.

Vadinamieji merkaptanai gaminami iš vandenilio sulfido, sieros ir sulfidų. Tačiau šiuolaikinė gamyba grindžiama besierinių junginių naudojimu, pavyzdžiui, Vokietijoje gaminamas ekologiškai švarus produktas, vadinamas Gasodor™ S-Free™.

Odoranto GASODOR™ S-Free™ pagrindu naudojamas etilakrilatas ir metilakrilatas, kurie degdami sudaro vandenį ir anglies dioksidą. Nepaisant gerų eksploatacinių savybių, kai kurios polimerinės medžiagos gali sukelti staigų akrilatų koncentracijos sumažėjimą ir dėl to sumažėti dujų kvapo intensyvumas.

Šis odorantas turi aštrų specifinį kvapą, išlaiko stabilumą net ir ilgai laikant, nekeičia savo savybių keičiantis temperatūros režimui.

Priedas labai vertinamas ir dėl to, kad jis netirpsta vandenyje. Atliekant bandymus, kurie patvirtino medžiagos tinkamumą, viename iš vietinių „Gazprom“ objektų buvo naudojama 10–12 mg/m³ odoranto koncentracija.

Etantiolis transportuojamas automobilių ir geležinkelio cisternose, balionuose, konteineriuose. Maksimalus leistinas saugojimo tūris – 1,6 tonos antžeminėse cilindrinės formos talpyklose, užpildymo koeficientas turi būti 0,9–0,95.

Krotono aldehidas nagrinėjamas kaip potencialus odorantas. Lengvai užsidegantis skystis su aštriu kvapu, pagal poveikio organizmui laipsnį priskiriamas antrai pavojingumo klasei.

Jis turi keletą esminių pranašumų, palyginti su etantioliu:

• sudėtyje nėra sieros;
• pasižymi mažesniu toksiniu poveikiu;
• pasižymi nedideliu lakumu normaliomis sąlygomis.

Maksimalus išmetamųjų teršalų lygis nuo krotono aldehido neviršija ribinės leistinos normos ir sudaro 0,02007 mg/m3. Išsamiai medžiagos praktinio panaudojimo kaip odoranto galimybė kol kas nėra ištirta.

Odorizacijos kokybės nustatymas

Skundai dėl griežtai reglamentuotų buitinių dujų odorizacijos normų gaunami vis dažniau.

Vietoj to siūloma sutelkti dėmesį į keletą veiksnių, turinčių įtakos gamtinių dujų odorizacijos kokybei:

1. Dujotiekio būklė ir jo ilgis. Kvapo intensyvumas gali sumažėti dėl cheminių reakcijų tarp dujotiekio sienelių ir odoranto, tokiu atveju reikės padidinti medžiagos įvedimo į dujų srautą normas.
2. Normos keitimo poreikis taip pat gali būti susijęs su merkaptano sieros savituoju svoriu sudėtyje. Žinant jos procentinę dalį, galima sumažinti odoranto kiekį. Esant prastai degalų kokybei arba kondensato sankaupoms dujotiekyje, priešingai, reikės padidinti medžiagos koncentraciją.
3. Kvapo intensyvumui taip pat turi įtakos transportavimo ir saugojimo sąlygos. Netinkamų talpyklų, įskaitant juodojo plieno, naudojimas, staigūs temperatūros svyravimai ir atmosferos kritulių poveikis neigiamai veikia odoranto kokybę.

Kalbant apie komponentų sudėties keitimo veiksnį, analizei atlikti reikės didelių išlaidų. Nepagrįstą priedų sunaudojimą galima sumažinti automatizuojant jų įvedimo procesą, tai taip pat leis išspręsti ekologijos ir saugumo klausimą.

Odoranto koncentraciją galima nustatyti ir uždaroje talpoje, esant slėgiui. Jutiklis, kurio veikimo principas pagrįstas hidrostatiniu metodu, naudodamas mikroprocesorinį valdymo bloką, apskaičiuoja skysčio tūrį, lygį ir masę.

Odorizacijos efektyvumas taip pat priklauso nuo įrangos bazės, automatizacijos laipsnio ir maišymo būdo – pažvelkime į paskutinį parametrą išsamiau.

Gamtinių dujų odorizacijos būdai

Odoranto tipas parenkamas atsižvelgiant į keletą reikalavimų:

• reikiamo tikslumo lygio;
• pakankamo našumo;
• materialinių galimybių.

Priedas naudojamas tiek skystu, tiek garų pavidalu. Pirmasis būdas numato lašelinį įvedimą arba dozavimo siurblio naudojimą. Garų prisotinimui į dalį dujų srauto odorantas įvedamas atšakojimo būdu arba pučiant drėkinamą dagtį.

1 būdas – lašelinis medžiagos įvedimas

Šis įvedimo būdas pasižymi palyginti mažomis sąnaudomis ir paprasta naudojimo schema. Veikimo principas pagrįstas lašų skaičiaus skaičiavimu per laiko vienetą, kas leidžia gauti reikiamą srautą.

Transportuojant didelius dujų kiekius, lašai virsta skysčio srove; tokiais atvejais naudojama lygio matuoklio skalė arba speciali talpa su padalomis.

Lašintuvas naudojamas vizualiai kontroliuoti agresyvių medžiagų srautą, įskaitant dozuojant odorantą. Visos dalys, įskaitant korpusą, pagamintos iš atsparių medžiagų.

Šis būdas reikalauja nuolatinio rankinio reguliavimo ir srauto patikros, ypač kai keičiasi vartotojų skaičius.

Procesas nėra automatizuojamas, todėl jo tikslumas yra mažas – sudaro tik 10-25%. Šiuolaikiniuose įrenginiuose lašelinė sistema naudojama tik kaip rezervas, kai sugenda pagrindinė įranga.

2 būdas – dagties odorizatoriaus naudojimas

Dagtinio odorizatoriaus naudojimas – dar vienas būdas, tinkantis nedideliems dujų kiekiams. Visi veiksmai atliekami rankiniu būdu. Odorantas naudojamas garų ir skystos būsenos, jo kiekis nustatomas pagal sunaudojimo kiekį per laiko vienetą.

Garavimas dagtiniuose odorizatoriuose, skirtingai nei kituose įrenginiuose, vyksta tiesiai nuo paviršiaus, virš kurio teka dujos. Dangtis dažnai sudarytas iš flanelinių dagčių.

Padavimas reguliuojamas keičiant dujų kiekį, kuris praleidžiamas per dagtį.

3 būdas – burbulinis kvapo įvedimas į dujas

Įrenginiai, kuriuose naudojamas barbotažas, skirtingai nei du ankstesni, gali būti automatizuoti.

Odoranto padavimas atliekamas naudojant diafragmą ir dozatorių, jo kiekis apskaičiuojamas proporcingai dujų srautui. Medžiaga teka savaime iš ištekėjimo talpyklos. Už pripildymo procesą atsakingas ežektorius.

Barbotažinio odorizatoriaus schema. Pagrindiniams elementams galima priskirti diafragmą, dujotiekį, vožtuvą, kamerą ir filtrą. Gaminami įvairių dydžių įrenginiai, priklausomai nuo dujų skirstymo stoties našumo.

Tarp naujausių odorizacijos proceso tobulinimo pokyčių – dozavimo siurblių naudojimas. Jie susideda iš valymo filtro, elektroninio valdymo bloko ir valdymo įrenginio – magneto arba vožtuvo.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Išsamiai apie degalų transportavimą, kaip ir kuo odorizuojamos gamtinės dujos, papasakos magistralinio dujų transporto muziejaus darbuotojas:

Įdomus siužetas apie odorizacinio įrenginio modernizavimą:

Odorizacinio įrenginio montavimą galima pamatyti vaizdo įraše:

Būdingo kvapo atsiradimas dujų nuotėkio patalpoje metu – viena iš pagrindinių sąlygų saugaus naudojimo dujų buityje. Siekiant laiku nustatyti neplanuotą dujų išėjimą, naudojami odorantai.

Dujų kvapo intensyvumas turi būti pakankamas aptikimui ir tuo pačiu neviršyti leistinos sprogumo ribos. Temperatūrai mažėjant, kvapas silpnėja, todėl žiemą įvedamo odoranto kiekis turėtų būti kelis kartus mažesnis nei vasarą.

Jei Jums kilo klausimų nagrinėjama tema arba norite pridėti naudingos informacijos apie gamtinių dujų odorizaciją, prašome palikti savo komentarus. Blokas yra po tekstu žemiau.