Контроль степени одоризации меркаптанами газа коммунально-бытового потребления
КОНТРОЛЬ СТЕПЕНИ ОДОРИЗАЦИИ МЕРКАПТАНАМИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА КОММУНАЛЬНО-БЫТОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ
Смотрите также [PDF формат]
Необходимым условием безопасности использования горючего газа в быту является появление запаха при утечке газа в помещение. Поэтому для своевременного обнаружения утечки газ одорируют добавкой сильнопахнущего вещества. Интенсивность запаха одорированного газа должна быть такой, чтоб его присутствие в помещении обнаруживалось при концентрации, не превышающей 20% от нижнего предела взрываемости этого газа [1] и 0,3-0,5% для различных марок сжиженного коммунально-бытового потребления [2].
В настоящее время интенсивность запаха газов коммунально-бытового потребления определяется органолептически по ГОСТ 22387.5-77 двумя методами – камерным и приборным [3]. Предприятия испытывают большие затруднения в определении этого показателя. Камерный метод требует специально оборудованного помещения и периодического контакта испытателей (пяти человек одновременно) с высокой концентрацией одорированного газа, в 20-30 раз превышающей предельно-допустимую концентрацию углеводородов в воздухе рабочей зоны. Проведение испытаний по второму методу аналогично камерному, разница лишь в том, что вместо оборудованного помещения применяется прибор – одориметр [4], выпуск которого промышленностью в настоящее время не освоен.
В СССР для одоризации углеводородных газов коммунально-бытового потребления на всех предприятиях используется технический этилмеркаптан. Это дает реальные возможности для применения химических и физико-химических методов анализа для контроля степени одоризации газов по содержанию в них меркаптановой серы. В этой связи большой интерес представляют данные авторов [6-7], установивших зависимость интенсивности запаха одорированных этилмеркаптаном природных и сжиженных газов камерным методом от концентрации этилмеркаптана в газах. В работе [5] установлено, что для сжиженного пропана требуемая интенсивность запаха обеспечивается при содержании этилмеркаптана 20 мг/м3 или 0,0005% масс. меркаптановой серы. Органолептическая оценка интенсивности запаха пропана камерным методом при данной концентрации меркаптановой серы составила 4,8 балла в начале испытания и 3,2 балла – через 35 минут экспозиции. В бутане техническом, содержание которого в воздухе при определении запаха камерным методом должно быть примерно в 1,7 раза меньше, чем пропана (марка СПБТЭ [2]), концентрация этилмеркаптана должна быть соответственно выше и составлять 34 мг на м3 паров сжиженного бутана, или 0,0006% масс. меркаптановой серы. Поскольку одоризация углеводородных газов коммунально-бытового потребления производится на заводах-изготовителях (НПЗ, ГПЗ и т.д.), то для обеспечения необходимой интенсивности запаха газа у потребителя практическая норма одоризации газа должна быть выше минимальной нормы с учетом возможных потерь одоранта при транспортировке газа по трубопроводам, в железнодорожных цистернах или баллонах, например, за счет сорбции его металлическими стенками. Для природных газов практическая норма одоризации 16 мг этилмеркаптана на м3 газа вдвое выше минимальной нормы [6], установленной по данным органолептических испытаний. Принятые в настоящее время нормы одоризации сжиженных углеводородных газов, согласно техническим условиям [8], для летней смеси пропана и бутана технических (СПБТЛ) и бутана технического (БТ) составляют 60 г этилмеркаптана на 1 т газа, что соответствует 0,003% масс. меркаптановой серы, а для зимней смеси пропана и бутана технических (СПБТЗ) – 90 г/т или около 0,005% масс. меркаптановой серы. Это в 5-10 раз превышает минимальную норму одоризации, установленную в работе [5]. Чрезмерное увеличение нормы одоризации приводит к повышенному расходу дефицитного, токсичного этилмеркаптана, повышает опасность коррозии оборудования и неблагоприятного воздействия запаха на людей и животных. В соответствии с вышеизложенным предлагается установить нижний предел нормы одоризации для всех марок сжиженного газа равным 0,002% масс. В проекте ГОСТ «Газы углеводородные сжиженные топливные», разработанного взамен ГОСТ 20448-75 и ГОСТ 10196-62, примечанием оговорено, что при содержании в газе меркаптановой серы менее 0,002% масс., сжиженный газ должен быть одорирован.
Анализ отчетных данных заводов (табл.1) с учетом результатов обследований ВНИИУС по групповому составу сернистых соединений в сжиженных газах показывает, что фактическое содержание меркаптановой серы во фракциях С3-С4 значительно превышает предложенную в проекте ГОСТ нижнюю норму одоризации – 0,002% масс.
Таблица 1. Данные предприятий ВПО «Союзнефтеоргсинтез» за 1979 г. по содержанию сернистых соединений в сжиженных углеводородных газах
Таким образом, введение количественного показателя нормы одоризации в ГОСТ на сжиженные топливные газы позволит на большинстве предприятий получать газы коммунально-бытового потребления необходимого качества без дополнительной их одоризации, а также перейти от органолептических методов оценки степени одоризации газов к аналитическим методам.
В качестве аналитического метода определения сероводорода и меркаптановой серы в газах коммунально-бытового потребления предлагается метод потенциометрического титрования по ГОСТ 22985-78 [9], заключающийся в последовательном поглощении сероводорода и меркаптанов водными растворами соды и едкой щелочи с последующим потенциометрическим титрованием сульфидов и меркаптидов натрия в поглотительных растворах. Иодометрические методы определения меркаптановой серы значительно более длительны, по сравнению с потенциометрическим методом, т.к. требуют большого объема газа на анализ и в то же время ограничивают верхний предел скорости пропускания газа через поглотительные растворы величиной 20-25 л/час. Однако продолжительность анализа потенциометрическим методом составляет также около 40-60 мин. В этой связи большой интерес представляют экспрессные адсорбционные методы селективного определения сероводорода и меркаптанов [10, 11]., основанные на изменении цвета индикаторных порошков при реакции с сероводородом и меркаптанами. По данным авторов работы [1] на анализ требуется всего 2 литра газа, продолжительность анализа – 25 минут, чувствительность метода – 2 мг/м3. Указанные методики удобны для контроля газов в заводских условиях. Однако для их внедрения необходима оценка показателей точности методик в пределах рабочих концентраций сероводорода и меркаптанов в газа коммунально-бытового потребления и их гостирование.
ЛИТЕРАТУРА
1. ТУ 38.001292-77 «Газ для коммунально-бытового потребления» с изменением I.
2. ГОСТ 20448-75 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления» с изменением I.
3. ГОСТ 22387.5-77 «Газ для коммунально-бытового потребления. Методы определения интенсивности запаха» (взамен ГОСТ 5560-56 в части раздела XII).
4. Карпюк И.А., Гаврилов Л.Е. «Новы прибор для контроля интенсивности запаха горючих газов», Газовая промышленность, 1975, №7, с.27-28.
5. Гаврилов Л.Е., Полозков В.Г. «Органолептическое исследование образцов сжиженного углеводородного газа», сб. «Исследование газа в народном хозяйстве», №11, 1970, 17.
6. Гаврилов Л.Е. Органолептическое исследование одорированных образцов природных газов», Газовое дело, №10, 1972,20.
7. Гаврилов Л.Е., Полозков В.Т. «Методика определения степени одоризации сжиженных углеводородных газов», р.с. «Переработка газа и газового конденсата», ВНИИЭГазпром, М., 1969, №3, 25.
8. Временные нормы и технические условия одоризации сжиженных углеводородных газов бытового и коммунально-бытового назначения, утвержденные Мингазпромом по согласованию с Росгортехнадзором СССР от 21 июля 1969 г. и продленные до 01.01.1981 г.
9. ГОСТ 22985-78. «Газы углеводородные сжиженные. Метод определения сероводорода и меркаптановой серы».
10. Мишина Л.А., Брянцева И.Н., «Селективное определение содержания сероводорода и меркаптанов в газе», Газовая промышленность, №12, 1975, 36.
11. Авторское свидетельство СССР №720355 (Б.И. №9, 1980 г.).