В России есть 2 крупных завода, которые разрабатывают и производят оборудование для борьбы с запахами. Поскольку страна нуждается в большом количестве такого оборудования, а надежное и безопасное
Одорант природного газа: особенности одорантов, нормы и правила их ввода
При вращательном бурении двигатель расположен на поверхности, а вращение передается режущему инструменту через промежуточные механизмы и бурильную трубу диаметром 125-150 мм. Буровые штанги состоят из цельнокатаных (бесшовных) труб, изготовленных из высококачественной углеродистой и легированной стали с толщиной стенки 8-11 мм. Трубы соединены между собой толстой конической резьбой. На верхнем конце буровой трубы находится верхняя труба с квадратным сечением. Эта труба проходит через ротор, установленный над буровой головкой. Ротор передает вращательное движение от двигателя на ведущую трубу, а затем на бурильную трубу. Буровой инструмент (долото), бурильная труба и приводная труба подвешены на крюке подъемной системы, с помощью которой их можно поднимать и опускать. Для подъема и отсоединения труб предусмотрен кран-мост. Во время бурения газовой скважины ряд труб непрерывно опускается (с помощью бурового инструмента). Через бурильные трубы закачивается буровой раствор. Он проходит через специальные скважины и подается непосредственно в нижний ствол со скоростью 15-30 м/сек. При этом происходит интенсивная промывка забоя скважины, и промывочная жидкость выносит частицы перфорированной породы со дна скважины через кольцевой зазор между бурильными трубами и стенками скважины на поверхность. Буровой раствор вытекает из скважины.
В инструкции о требованиях безопасности при перевозке указывается, как правильно сливать и разливать вещество, как перевозить его по дорогам общего пользования, как организовать и технически провести мероприятие.
В первом пункте следует уточнить, что вещество с резким запахом SPM относится к классу опасности 3. Это вещество имеет прозрачный цвет и специфический запах, ощутимый даже в небольших количествах. Максимально допустимая плотность пахучего вещества в смешанном виде составляет 1 мг/м3. При контакте с водой или кислородом оно не воспламеняется. Токсичные вещества не образуются. При контакте с открытым пламенем быстро воспламеняется. В условиях закрытого тигля воспламеняется при температуре 30 градусов.
Одорант не вызывает отравления, но даже низкие концентрации могут вызвать тошноту, рвоту и головную боль. Более высокие концентрации воздействуют на нервную систему, а также приводят к наркотическому эффекту, который обычно проявляется в мышечной скованности. Если небольшое количество одоранта попадает на кожу, это вызывает раздражение. Большее количество может попасть в организм и проникнуть во внутренние органы, а затем окислиться до сульфата.
Следует помнить, что покупать рядом с пахучими веществами во время транспортировки категорически запрещено. Это может привести к непоправимому ущербу для здоровья.
Нормы и состав одорирующих веществ
Природный газ должен определяться по запаху в воздухе, если его концентрация не превышает 20% от нижнего предела взрываемости, что соответствует 1% от объемной доли органических соединений. Что делать, если вы заметили запах газа в своем доме, подробно описано в следующей статье.
Количество пахучего вещества в газе, поставляемом потребителю, зависит от химического состава смеси.
В регламенте технической эксплуатации газовой сети ВРД 39-1.10-069-2002 указано, что содержание этилмеркаптана составляет 16 г на 1 000 м³ газа.
Этот одорант был одной из первых промышленных добавок, использовавшихся в бывшем Советском Союзе, однако EtSH имеет ряд существенных недостатков:
- проявляет легкую окисляемость;
- вступает во взаимодействие с оксидами железа;
- обладает высокой токсичностью;
- растворяется в воде.
Образование диэтилсульфида, к которому склонен этилмеркаптан, снижает интенсивность запаха, особенно при транспортировке на большие расстояния. С 1984 года в России практически повсеместно используется смесь природных меркаптанов, состоящая из изопропилмеркаптана, этилмеркаптана, трет-бутилмеркаптана, бутилмеркаптана, тетрагидротиофена, н-пропилмеркаптана и н-бутилмеркаптана.
Запах соответствует ТУ 51-31323949-94-2002 «Запах натуральный ООО «Оренбурггазпром». Количество этой многокомпонентной добавки не отклоняется от рекомендуемого количества этилмеркаптана.
Загрузка бочек для заполнения одорантом, транспортировка опасного груза и его перемещение на объект должны осуществляться только механизированным способом. Это необходимо для того, чтобы избежать повреждения контейнеров, которые также должны быть промаркированы.
Так называемые меркаптаны производятся на основе сероводорода, серы и сульфидов. Однако современное производство основано на использовании бессернистых соединений, например, в Германии производится экологически чистый продукт под названием Gasodor S-Free.
GASODOR S-Free основан на этилакрилате и метилакрилате, которые при сгорании образуют воду и углекислый газ. Несмотря на хорошие характеристики, некоторые полимерные материалы могут вызвать резкое снижение концентрации акрилата и, соответственно, уменьшение интенсивности запаха газа.
Данный одорант обладает сильным специфическим запахом, остается стабильным даже при длительном хранении и не меняет своих свойств при воздействии перепадов температуры.
Добавка особенно ценна тем, что она не растворяется в воде. В ходе испытаний, подтверждающих ее пригодность, на одном из отечественных заводов «Газпрома» использовалась концентрация дезодоранта 10-12 мг/м3.
Этантиол перевозится в автомобильных и железнодорожных цистернах, цилиндрах и контейнерах. Максимально допустимый объем хранения составляет 1,6 тонны в цистернах с цилиндрическим дном; уровень заполнения должен составлять 0,9-0,95.
Тиковый альдегид считается потенциальным одорантом. Это легковоспламеняющаяся жидкость с сильным запахом, относящаяся к классу опасности 2 из-за своего воздействия на организм.
Он имеет несколько важных преимуществ перед этанэтиолом:
- в составе отсутствует сера;
- отличается меньшим токсическим воздействием;
- обладает небольшой летучестью при нормальных условиях.
Требования к пахнущим добавкам для газа
Две самые неприятные для потребителей характеристики природного газа — это отсутствие цвета и запаха. Это связано с тем, что утечка может привести непосредственно к взрыву или пожару. А обнаружить утечку в бесцветном веществе без запаха практически невозможно.
Единственным решением является использование пахучих веществ. Что это за вещества, описано в ТУ 51-31323949-94-2002, разработанных ООО «ВНИИГАЗ», подразделением ОАО «Газпром». На основе этих положений и производятся дезодоранты.
Парадокс ситуации с веществами, которые должны придать газу запах и спасти жизнь людей, заключается в том, что для этих целей используются органические, но токсичные соединения.
В данном техническом регламенте также говорится, что одоранты — это сильно пахнущие вещества или их комбинации, которые добавляются в природный газ. Причем только в низких концентрациях для создания определенного (неприятного) предупреждающего запаха.
Это делается для облегчения обнаружения утечки газа, когда концентрация падает ниже нижнего предела взрываемости. Таким образом, любой человек может обнаружить утечку топлива при концентрации около 1 % от общего объема помещения. Это обеспечивает запас времени, позволяющий избежать негативных последствий. Ведь взрыв может произойти при концентрации газа в 5 % от общего объема помещения.
Рекомендуем узнать о лучших способах контроля утечки газа в доме.
Использование ароматизаторов увеличивает стоимость газа. Поэтому процедура смешивания проводится в распределительных сетях до того, как энергоноситель будет доставлен потребителям
ГОСТ 5542-2014 регламентирует, каким должен быть бытовой газ, поставляемый потребителям. Его даже можно считать самым важным документом данного профиля. Поскольку в Российской Федерации не до конца урегулирован вопрос о том, что нужно добавлять в природный газ для придания ему определенного неприятного запаха.
Единственным исключением можно считать документ ВРД 39-1.10-069-2002. Это внутренний документ «Газпрома». В нем содержится наиболее подробное описание процесса одоризации, используемых веществ и требований безопасности при работе с одорантами.
Поскольку одорант имеет сильный запах, а также токсичен (в концентрированном состоянии), его хранят и транспортируют в специальных резервуарах, бочках и бочках.
Кроме специфического запаха, дезодоранты должны обладать еще несколькими свойствами:
- проявлять химическую и физическую стабильность в парообразном состоянии при смешивании с газом и при транспортировке по трубопроводу;
- не оказывать негативного воздействия на материалы, из которых изготовлены трубы и любые другие элементы конструкции газопроводов — это необходимо, чтобы исключить снижение эксплуатационных характеристик и срока службы трубопроводов в целом и отдельных его элементов конструкции;
- быть концентрированными — это даст возможность уменьшить количество используемого вещества;
- обладать незначительной токсичностью — такое требование относится исключительно к рабочим концентрациям одорантов.
Особенности смеси природных меркаптанов
Смесь природных меркаптанов — это органическое соединение. Меркаптаны обладают сильными ароматическими свойствами и поэтому издают неприятный и резкий запах даже в низких концентрациях.
Метод, используемый для получения запаха, основан на щелочной экстракции, т.е. выделении меркаптанов из стабильного газового конденсата и его смесей с нефтью. В результате получается первичный продукт под названием SMP, представляющий собой смесь природных меркаптанов.
На фотографии изображен специальный автомобиль для перевозки запахов. Это транспортное средство нового поколения с повышенной безопасностью. И «Газпром» инвестирует в разработку таких автомобилей.
Второй продукт — это SMP-1, высушенный SMP. Оба вида одоранта подходят для смешивания с газом. Это указано в спецификациях выше.
Смесь меркаптанов поставляется в жидком виде. Она прозрачна и имеет крайне неприятный и резкий запах. Кроме того, SMP, а также его производное SMP-1 являются опасными веществами класса опасности 2. Они классифицируются как легковоспламеняющиеся продукты. Поэтому помещения для хранения смеси с неприятным запахом должны быть оборудованы в соответствии с требованиями, предъявляемыми к помещениям класса В-1а.
Меркаптаны являются основным одорантом с 1984 года. В настоящее время они производятся на Оренбургском перерабатывающем заводе (входит в структуры «Газпрома»).
Нормы и ограничения при добавлении одоранта
Как упоминалось выше, смеси природных меркаптанов импортируются в небольших количествах. На практике так и происходит, поскольку только 16 г этих химических веществ на 1 000 м³ газа, поставляемого потребителям, могут обеспечить адекватный уровень запаха.
ГОСТ 5542-2014 ограничивает плотность меркаптан-серы в одоранте до 0,0036 грамма на кубический метр. В документе указано, что в некоторых газопроводах количество этого вещества в одоранте может быть несколько выше. Однако точная цифра не приводится.
Причина ограничения в том, что сера вступает в реакцию с оксидом железа, который образуется при коррозии стальных труб магистральных и большей части распределительных газопроводов. И эта особенность часто приводит к значительному сокращению используемых одорантов, так что их применение становится практически бесполезным.
Чтобы не бояться утечек газа и катастрофических последствий, которые они могут вызвать, специалисты рекомендуют установить детектор утечки с запорным клапаном — такое устройство не только вовремя обнаружит утечку, но и немедленно перекроет подачу газа в квартиру или дом.
Как происходит процесс добавления запаха?
Вещество добавляется в газ, подаваемый потребителю, с помощью специального оборудования для получения специфического запаха. Газораспределительные станции оснащены такими устройствами.
На фотографии изображена установка одоризации в одном из российских газораспределительных центров. Через нее не проходит ни одного кубического метра газа.
Физические качества
Метан — самый простой из всех углеводородов. Считается, что он имеет специфический запах, но это распространенное заблуждение. Чистый газ не имеет запаха. Запах обусловлен специальными добавками, которые добавляют в вещество, чтобы предотвратить его утечку, поскольку химическое соединение также бесцветно.
Кроме того, существуют физические свойства метана:
- Горение голубым пламенем.
- Сгорание без выделения вредных продуктов.
- Плохая растворимость в воде.
- Он легче воздуха.
- Основная составляющая природных, попутных нефтяных, рудничного и болотного газов.
- Кипение при температуре -161 °C.
- Замерзание при температуре -183 °C.
- Молярная масса составляет 16,044 г/моль.
- Плотность — 0,656 кг/м³.
- При соединении с воздухом образуются взрывоопасные смеси.
- В жидком виде представляет собой бесцветную жидкость без запаха.
Метан наиболее опасен, когда он выделяется при подземной добыче, а также на предприятиях по переработке и обогащению угля. Когда содержание газа в воздухе достигает 5-6 %, он начинает гореть вблизи источников тепла.
Если содержание вещества повышается до 14-16 %, может произойти взрыв. При увеличении концентрации вещество горит при постоянном поступлении кислорода. Если в этот момент концентрация метана начинает падать, также может произойти взрыв. При взрыве наполненный газом огонь движется со скоростью от 500 до 700 м/с. Давление вещества в замкнутом пространстве очень высокое. Давление вещества в замкнутом пространстве в это время составляет 1 Мн/м2.
При контакте с источником тепла метан воспламеняется с небольшой задержкой. Это свойство вещества используется при производстве безопасных взрывчатых веществ и взрывозащищенного электрооборудования. На все установки, где существует риск выброса метана, распространяются правила безопасности «газового режима».
История
В ноябре 1776 года итальянский физик Алессандро Вольта обнаружил метан в болотах озера Маджоре на границе Италии и Швейцарии. Статья Бенджамина Франклина о «воздушном топливе» вдохновила его на исследование болотного газа. Вольта собрал газ, выделяющийся со дна болота, и выделил чистый метан в 1778 году. Он также продемонстрировал воспламенение газа с помощью электрической искры.
Сэр Хамфри Дэви исследовал ямный газ в 1813 году и показал, что он представляет собой смесь метана с небольшим количеством азота N2 и двуокиси углерода CO2 — то есть его состав качественно идентичен составу ямного газа.
Современное название «метан» было дано газу в 1866 году немецким химиком Августом Вильгельмом фон Гофманом11 и происходит от слова «метанол».
Концентрация вещества, позволяющая обнаружить утечку
Для того чтобы своевременно принять меры по предотвращению взрывоопасной ситуации, газ должен быть обнаружен до того, как его концентрация достигнет 20 % от порога взрыва. Проще говоря, человек с нормальным обонянием должен почувствовать запах пахучего газа, когда его концентрация в воздухе составляет 1 %. Насколько высоким будет содержание того или иного вещества, зависит от его химических свойств. Возьмем, к примеру, этилмеркаптан. Исходное количество составляет 16 грамм на 1000 м3. Поэтому для каждого вещества необходимо сделать отдельный расчет, чтобы определить необходимую концентрацию.
Газ используется для различных целей: в качестве топлива для кухонных плит, газовых генераторов, газовых обогревателей, водонагревателей, отопительных плит и т.д.
Природный газ в основном используется в качестве отопительного материала. Он может использоваться для отопления как жилых, так и промышленных помещений. Несколько меньшее количество природного газа используется для работы газовых печей. Наименьшее количество используется для заправки автомобилей. Поскольку цены на бензин постоянно растут, многие автомобилисты переходят на использование газа в качестве топлива. В автомобиле устанавливается специальное оборудование — газовая система, которая позволяет заправляться газом. Этот вид оборудования становится все более популярным, но чаще всего его можно встретить на грузовиках и автобусах. Такое решение не только помогает сэкономить деньги при заправке, но и способствует экологичности — выхлопные газы от газа менее вредны, чем от бензина.
Природный газ также используется в автономных системах газоснабжения. Газовые баллоны (специальные цистерны) также снабжаются сжиженным природным газом. Заправлять их должны только высококвалифицированные специалисты. Для труднодоступных газовых баллонов предлагаются гибкие шланги длиной до 80 метров. Газ в резервуары может подаваться самими газовыми операторами, для чего на месте устанавливаются соответствующие устройства. Газовые баллоны могут быть заполнены только на 85% от их номинальной емкости. Это позволяет обеспечить максимально безопасную работу автономных систем газоснабжения.
Что такое природный горючий газ?
Широко распространено мнение, что газ находится под землей в вакууме и его можно легко добыть, просто пробурив скважину. Однако в действительности все гораздо сложнее: газ может находиться в пористой породе, растворяться в воде, жидких углеводородах или нефти.
Чтобы понять, почему так происходит, достаточно вспомнить, что слово «газ» происходит от греческого и отражает принцип поведения материи. В газообразном состоянии молекулы движутся хаотично и стремятся равномерно заполнить весь возможный объем. Таким образом, они могут проникать и растворяться в других веществах, включая более плотные жидкости и минералы. Высокое давление и температура значительно усиливают процесс диффузии. Часто газ содержится в недрах в виде такого «коктейля».
Но сначала давайте разберемся, из чего состоит природный газ, рассмотрев химический состав и физические свойства природного газа.
Особенности химического состава
Добываемый из-под земли газ, известный как «природный газ», представляет собой смесь различных газов.
По своему составу он делится на три группы компонентов:
- горючие – углеводороды;
- негорючие (балласты) – азот, углекислый газ, кислород, гелий, пары воды;
- вредные примеси – сероводород и меркаптаны.
Газ, добываемый из-под земли, характеризуется высокой концентрацией метана. В попутном газе, полученном из сырой нефти, содержание метана значительно ниже: 30-60%, но содержание связей выше: 10-20%.
Помимо углеводородов, в смеси могут содержаться небольшие количества негорючих веществ: сероводород, азот, двуокись углерода, окись углерода, водород и другие. Однако в зависимости от отрасли пропорции углеводородов, а также состав других газов могут сильно различаться.
