Одоризация газа

Одоризация газа — это технологический процесс добавления в горючие газы (природный, сжиженный углеводородный, попутный нефтяной и другие) специальных веществ-одорантов, обладающих резким, неприятным запахом, для придания газу сигнальных свойств, позволяющих своевременно обнаруживать утечки по запаху.

Назначение и принцип действия

Основная цель одоризации — обеспечение безопасности при транспортировке, хранении и использовании газа. Природный газ в чистом виде (метан) не имеет запаха и цвета, что делает его утечку незаметной для человека. Добавление одоранта позволяет создать порог обнаружения газа на уровне значительно ниже нижнего предела взрываемости (НПВ). В России и большинстве стран мира запах газа должен ощущаться при концентрации в воздухе, не превышающей 20% от НПВ (для метана это около 0,5–1% объёмной доли в воздухе). Это позволяет человеку почувствовать утечку задолго до того, как концентрация газа станет взрывоопасной.

История

Первые случаи одоризации газа относятся к концу XIX века в Европе. В 1880-х годах в Германии для обнаружения утечек светильного газа (который сам по себе имел слабый запах) начали добавлять меркаптаны. В Российской империи одоризация стала применяться в начале XX века с развитием газового хозяйства в крупных городах. Массовое внедрение технологии в СССР произошло в 1950–1960-х годах в связи с масштабной газификацией населённых пунктов. В 1970-х годах были разработаны и внедрены нормативные документы, регламентирующие нормы одоризации и методы контроля.

Одоранты

Требования к одорантам

Вещество, используемое в качестве одоранта, должно отвечать ряду требований:

• Резкий, специфический запах, легко отличимый от других бытовых и промышленных запахов.
• Высокая интенсивность запаха при малых концентрациях (порог обонятельного ощущения — не более 0,5 мг/м³).
• Химическая стабильность при хранении и транспортировке, отсутствие коррозионной активности по отношению к материалам газопроводов и арматуры.
• Негорючесть или низкая горючесть, нетоксичность в рабочих концентрациях (хотя большинство одорантов токсичны в высоких дозах, в концентрациях, используемых для одоризации, они не представляют опасности для здоровья).
• Хорошая растворимость в сжиженных углеводородных газах (СУГ) и совместимость с природным газом.

Основные типы одорантов

Наиболее распространёнными одорантами являются органические соединения серы — меркаптаны (тиолы) и сульфиды.

1. Этилмеркаптан (этантиол, C₂H₅SH) — наиболее широко используемый одорант в мире, в том числе в России. Обладает резким, отвратительным запахом, напоминающим запах гнилой капусты или тухлых яиц. Применяется в виде смеси с другими меркаптанами.
2. Смесь природных меркаптанов (СПМ) — продукт переработки газового конденсата, содержащий смесь метил-, этил-, пропил- и бутилмеркаптанов. Используется в качестве одоранта для природного газа.
3. Тетрагидротиофен (ТГТ) — серосодержащее гетероциклическое соединение, применяемое в некоторых странах (например, в Германии) как альтернатива меркаптанам. Обладает более стабильным запахом и меньшей токсичностью.
4. Диметилсульфид (ДМС) — используется реже, в основном для одоризации сжиженных углеводородных газов (пропан-бутановых смесей).

В последние годы ведутся разработки бессернистых одорантов на основе акрилатов, но они пока не получили широкого промышленного распространения.

Методы одоризации

Существует два основных способа введения одоранта в газовый поток:

Капельный (жидкостный) метод

Одорант в жидком виде дозируется в газопровод с помощью специальных насосов-дозаторов. Этот метод наиболее распространён на газораспределительных станциях (ГРС) и газонаполнительных станциях (ГНС). Дозатор подаёт строго определённое количество одоранта (обычно от 10 до 50 граммов на 1000 м³ газа) в зависимости от расхода газа.

Испарительный (барботажный) метод

Одорант испаряется в специальном испарителе, и его пары смешиваются с газовым потоком. Этот метод менее точен, но проще в реализации и используется на небольших объектах (например, в котельных, на газовых заправках).

Автоматические системы одоризации

Современные системы одоризации включают в себя:

• Ёмкость для хранения одоранта (обычно стальная, с защитой от коррозии).
• Насос-дозатор (мембранный или плунжерный).
• Узел ввода одоранта в газопровод (с обратным клапаном).
• Систему автоматического управления и контроля расхода.
• Систему сигнализации утечки одоранта (газоанализатор на сероводород или меркаптаны).

Контроль одоризации

Эффективность одоризации контролируется двумя способами:

1. Органолептический метод — оценка интенсивности запаха газа человеком (обонятельный контроль). На газораспределительных пунктах и у потребителей периодически проводятся «нюхательные» проверки. Нормативный показатель — запах газа должен ощущаться при концентрации 1% объёмной доли в воздухе.
2. Инструментальный метод — измерение массовой концентрации одоранта в газе с помощью газоанализаторов (хроматографов, фотометров). Этот метод более точен и объективен, но требует специального оборудования и квалифицированного персонала.

Нормативное регулирование в России

В Российской Федерации одоризация газа регламентируется следующими основными документами:

• ГОСТ Р 54983-2012 «Системы газораспределительные. Сети газораспределения. Общие требования к эксплуатации» — устанавливает нормы одоризации (не менее 16 г/1000 м³ для природного газа, не менее 30 г/1000 м³ для СУГ).
• Правила безопасности в газовом хозяйстве (ПБ 12-609-03) — определяют порядок одоризации, требования к оборудованию и персоналу.
• СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 — устанавливает санитарно-защитные зоны для объектов одоризации.

Применение

Одоризация применяется повсеместно:

• В бытовом газоснабжении — для обнаружения утечек газа в жилых домах, квартирах, на кухнях.
• В промышленности — на газовых котельных, ТЭЦ, химических заводах, металлургических комбинатах.
• В транспорте — на газозаправочных станциях (АГНКС, АГЗС), в газовозах.
• В газораспределительных сетях — на ГРС, ГРП, ШРП.

Безопасность и экология

Одоранты, особенно меркаптаны, являются токсичными веществами. При работе с ними необходимо соблюдать меры предосторожности: использовать средства индивидуальной защиты (респираторы, перчатки, защитные очки), работать в хорошо вентилируемых помещениях. Утечки одоранта могут вызывать неприятный запах на значительном расстоянии, а также оказывать раздражающее действие на слизистые оболочки. В случае разлива одоранта необходимо провести дегазацию (например, раствором гипохлорита натрия).

Интересные факты

• Запах одоранта настолько интенсивен, что человек может почувствовать утечку газа при концентрации в воздухе менее 0,001% (1 часть на 100 000).
• В некоторых странах (например, в Японии) для одоризации газа используют смесь с запахом, напоминающим запах жжёной резины или горелого пластика, чтобы он не ассоциировался с бытовыми запахами.
• В 1970-х годах в СССР был разработан одорант на основе диметилсульфида, который имел запах, напоминающий запах чеснока, но он не получил широкого распространения из-за низкой интенсивности.
• В некоторых случаях (например, при утечках газа в подземных коммуникациях) запах одоранта может быть неощутим из-за поглощения грунтом или разбавления воздухом, поэтому для обнаружения утечек используются также газоанализаторы.

Источники

1. ГОСТ Р 54983-2012 «Системы газораспределительные. Сети газораспределения. Общие требования к эксплуатации».
2. Правила безопасности в газовом хозяйстве (ПБ 12-609-03).
3. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов».
4. «Газовое хозяйство: справочник» / под ред. В.А. Калинина, М.: Недра, 1990.
5. «Одоризация газов» / А.А. Ионин, М.: Гостоптехиздат, 1962.