Odorante del gas naturale: caratteristiche degli odoranti, norme e regole per la loro introduzione

Esplosioni, distruzioni e vite spezzate — tutte queste sono le tragiche conseguenze di un uso improprio delle apparecchiature a gas. La loro probabilità si riduce significativamente tanto più rapidamente viene individuata e riparata la perdita. Ma è davvero così semplice rilevare una perdita?

Avete sentito ripetutamente che il gas odora da solo e che in caso di perdita l'odore proviene proprio da esso, non è vero? Ma questa opinione è errata: nella composizione finale viene aggiunto un componente noto come odorante del gas naturale.

In questo articolo vengono esaminati in dettaglio le proprietà e la composizione degli odoranti, le principali modalità di introduzione per garantire la sicurezza sia negli impianti industriali che in ambito domestico. Sono analizzati scrupolosamente le norme di odorizzazione del gas naturale e le recenti modifiche legislative. Per facilitare la comprensione, il testo è integrato con video e illustrazioni.

Proprietà principali degli odoranti

Il gas è ampiamente utilizzato in ambito domestico e può provocare un grave avvelenamento, mentre un'alta concentrazione crea un ambiente esplosivo. Inizialmente, il gas domestico (metano con altre impurità, tra cui propano, etano, butano) non ha odore, e qualsiasi perdita da un sistema chiuso potrebbe essere rilevata solo tramite appositi sensori.

Si risolve questo problema aggiungendo al gas un componente dal forte odore: l'odorante. Il processo stesso di introduzione nel flusso è chiamato odorizzazione. La miscelazione viene effettuata presso la stazione di distribuzione del gas o in punti centralizzati.

Idealmente, le sostanze odorizzanti dovrebbero possedere le seguenti qualità:

1. Avere un odore forte e specifico per un riconoscimento chiaro e rapido.
2. Garantire un dosaggio stabile. Durante la miscelazione con il metano e il movimento nel tubo del gas, gli odoranti devono mostrare stabilità chimica e fisica.
3. Avere un livello di concentrazione sufficiente per ridurre il consumo complessivo.
4. Non formare prodotti tossici durante l'uso.
5. Gli additivi non devono mostrare azione corrosiva nei confronti di serbatoi e valvole, garantendo così una lunga durata delle apparecchiature a gas e delle tubazioni.

Non esiste un odorante che soddisfi pienamente tutti i criteri indicati. Pertanto, per Gazprom sono state sviluppate le specifiche tecniche TU 51-31323949-94-2002 e il Regolamento di esercizio VRD 39-1.10-069-2002. Ma questi sono documenti interni di Gazprom, obbligatori solo per le organizzazioni che fanno parte del Gruppo Gazprom.

Nel documento VRD 39-1.10-06-2002 sono riportati i requisiti principali per la produzione, lo stoccaggio, il trasporto e l'uso degli additivi.

Per neutralizzare il forte odore dell'odorante nei punti di fuga si utilizza una soluzione di permanganato di potassio o di calce clorurata. In tal caso saranno sicuramente necessari una maschera antigas e altri dispositivi di protezione.

L'uso corretto degli odoranti è regolamentato nelle Regole di esercizio dei gasdotti principali STO Gazprom 2-3.5-454-2010, dove si indica che il limite di esplosività del liquido infiammabile è del 2,8-18% e il PDK – 1 mg/m³.

Per determinare l'intensità dell'odore dell'odorante in punti, nonché per misurare la sua concentrazione di massa, può essere utilizzato l'analizzatore di gas ANKAT-7631 Micro-RSH.

L'inalazione dei vapori può provocare conati di vomito, perdita di coscienza; in grandi quantità la sostanza provoca convulsioni, paralisi e morte. Per il grado di impatto sull'organismo, si tratta di sostanze nocive di 2ª classe di pericolo. È possibile determinarne la concentrazione in un ambiente chiuso tramite un analizzatore di gas del tipo RSH.

Norme e composizione delle sostanze odorizzanti

Il gas naturale deve essere rilevato dall'odore nell'aria quando la sua concentrazione non supera il 20% del limite inferiore di esplosività, che equivale all'1% della frazione volumetrica del composto organico. Cosa fare se nella sua casa c'è odore di gas, lo abbiamo descritto dettagliatamente nel prossimo articolo.

La quantità di odorante nel gas fornito al consumatore dipende dalla composizione chimica della miscela.

Nel Regolamento di esercizio tecnico delle Stazioni di Distribuzione Gas (GRS) dei gasdotti principali VRD 39-1.10-069-2002 è indicato che la norma di immissione di etilmercaptano è pari a 16 g per 1 000 m³ di gas.

Questo odorante è stato uno dei primi additivi industriali utilizzati nel territorio dell'ex URSS, ma l'EtSH presenta diversi svantaggi significativi:

• mostra una facile ossidazione;
• interagisce con gli ossidi di ferro;
• possiede un'elevata tossicità;
• si dissolve in acqua.

La formazione di dietilsolfuro, a cui è incline l'etilmercaptano, riduce l'intensità dell'odore, specialmente durante il trasporto su lunghe distanze. Dal 1984, praticamente in tutto il territorio della Russia, si utilizza una miscela di mercaptani naturali, che comprende isopropilmercaptano, etilmercaptano, ter-butilmercaptano, butilmercaptano, tetraidrotiofene, n-propilmercaptano e n-butilmercaptano.

L'odorante è conforme alla specifica tecnica TU 51-31323949-94-2002 «Odorante naturale OOO «Orenburggazprom»». La norma per questo additivo multicomponente non differisce dalla quantità raccomandata di etilmercaptano.

Il carico dei barili per il riempimento con odorante, il trasporto di merci pericolose e il loro spostamento nell'area devono essere effettuati esclusivamente con mezzi meccanizzati. Ciò viene fatto per evitare danni ai contenitori, su ciascuno dei quali deve inoltre essere apposta una marcatura.

I cosiddetti mercaptani vengono prodotti a base di idrogeno solforato, zolfo e solfuri. Ma la produzione moderna si basa sull'uso di composti senza zolfo, ad esempio in Germania viene prodotto un prodotto ecologico chiamato Gasodor™ S-Free™.

Come base dell'odorante GASODOR™ S-Free™ vengono utilizzati etilacrilato e metilacrilato, che durante la combustione formano acqua e anidride carbonica. Nonostante le buone caratteristiche operative, alcuni materiali polimerici possono causare una forte diminuzione della concentrazione di acrilati e, di conseguenza, una riduzione dell'intensità dell'odore del gas.

Questo odorante ha un odore specifico pungente, mantiene la stabilità anche durante la conservazione prolungata, non altera le sue qualità al variare della temperatura.

L'additivo è molto apprezzato anche perché non si scioglie in acqua. Durante i test che hanno confermato l'idoneità della sostanza, in uno degli impianti nazionali di Gazprom, è stata utilizzata una concentrazione di odorante di 10-12 mg/m³.

L'etantiolo viene trasportato in cisterne automobilistiche e ferroviarie, bombole, container. Il volume massimo consentito di stoccaggio è di 1,6 tonnellate in serbatoi fuori terra di forma cilindrica, il coefficiente di riempimento deve essere 0,9-0,95.

L'aldeide crotonica è considerata un potenziale odorante. Liquido infiammabile con odore pungente, appartiene alla seconda classe di pericolo per il grado di impatto sull'organismo.

Presenta diversi vantaggi significativi rispetto all'etantiolo:

• assenza di zolfo nella composizione;
• minore tossicità;
• bassa volatilità in condizioni normali.

Il livello massimo di emissioni di aldeide crotonica non supera il limite consentito ed è di 0,02007 mg/m³. La possibilità di utilizzo pratico della sostanza come odorante non è stata ancora studiata in dettaglio.

Determinazione della qualità dell'odorizzazione

I reclami riguardanti le norme severamente regolamentate per l'odorizzazione del gas domestico sono sempre più frequenti.

Invece, si propone di concentrare l'attenzione su diversi fattori che influenzano la qualità dell'odorizzazione del gas naturale:

1. Condizione del gasdotto e sua lunghezza. L'intensità dell'odore può diminuire a seguito di reazioni chimiche tra le pareti del gasdotto e l'odorante, in tal caso sarà necessario aumentare le dosi di immissione della sostanza nel flusso di gas.
2. La necessità di modificare la dose può anche essere legata al peso specifico dello zolfo mercaptanico nella composizione. Conoscendo la sua percentuale, è possibile ridurre la quantità di odorante. Con combustibile di scarsa qualità o accumulo di condensa nel gasdotto, al contrario, sarà necessario aumentare la concentrazione della sostanza.
3. Le condizioni di trasporto e stoccaggio influenzano anche l'intensità dell'odore. L'uso di contenitori inadeguati, incluso quelli in acciaio nero, sbalzi di temperatura e l'esposizione alle precipitazioni atmosferiche influiscono negativamente sulla qualità dell'odorante.

Per quanto riguarda il fattore di variazione della composizione dei componenti, per eseguire l'analisi saranno necessari costi significativi. È possibile ridurre il consumo ingiustificato di additivi mediante un processo automatizzato di immissione, ciò consentirà anche di risolvere le questioni ecologiche e di sicurezza.

È possibile determinare la concentrazione dell'odorante anche in un contenitore chiuso sotto pressione. Un sensore, il cui principio di funzionamento si basa sul metodo idrostatico, attraverso un'unità di controllo a microprocessore calcola il volume, il livello e la massa del liquido.

L'efficacia dell'odorizzazione dipende anche dalla base dell'attrezzatura, dal grado di automazione e dal metodo di miscelazione; esaminiamo quest'ultimo parametro in dettaglio.

Metodi di odorizzazione del gas naturale

Il tipo di odorante viene scelto in base a diversi requisiti:

• il livello di precisione necessario;
• una produttività sufficiente;
• le possibilità materiali.

L'additivo viene utilizzato sia in forma liquida che vapore. Il primo metodo prevede l'introduzione a goccia o l'uso di una pompa dosatrice. Per la saturazione con vapori, l'odorante viene introdotto in una parte del flusso di gas mediante derivazione o soffiaggio su uno stoppino bagnato.

Metodo #1 — introduzione a goccia della sostanza

Questo metodo di introduzione si distingue per costi relativamente bassi e uno schema di utilizzo semplice. Il principio di funzionamento si basa sul conteggio del numero di gocce per unità di tempo, consentendo di ottenere la portata richiesta.

Per il trasporto di gas in grandi volumi, le gocce si trasformano in un getto di liquido; in tali casi si utilizza una scala del misuratore di livello o un contenitore speciale con tacche.

Il contagocce viene utilizzato per il controllo visivo della portata di sostanze aggressive, incluso nel dosaggio dell'odorante. Tutti i componenti, compreso il corpo, sono realizzati in materiali resistenti.

Questo metodo richiede una regolazione manuale costante e la verifica della portata, in particolare al variare del numero di utenti.

Il processo non è automatizzabile, quindi la sua precisione è bassa – solo il 10-25%. Negli impianti moderni, il gocciolatore viene utilizzato solo come riserva in caso di guasto dell'attrezzatura principale.

Metodo #2 — utilizzo dell'odorizzatore a stoppino

L'uso dell'odorizzatore a stoppino – è un altro metodo adatto per piccoli volumi di gas. Tutte le operazioni vengono eseguite manualmente. L'odorante viene utilizzato per vapori e stato liquido, il suo contenuto viene determinato in base alla quantità di consumo per unità di tempo.

L'evaporazione negli odorizzatori a stoppino, a differenza di altri dispositivi, avviene direttamente dalla superficie sopra la quale passa il gas. Il rivestimento è spesso costituito da stoppini di flanella.

La portata viene regolata modificando la quantità di gas che passa attraverso lo stoppino.

Metodo #3 — introduzione per gorgogliamento dell'odore nel gas

Gli impianti che utilizzano il gorgogliamento, a differenza dei due precedenti, possono essere automatizzati.

L'alimentazione dell'odorante avviene tramite diaframma e dosatore, la sua quantità viene calcolata proporzionalmente alla portata del gas. La sostanza fluisce per gravità dal serbatoio di alimentazione. L'eiettore è responsabile del processo di riempimento.

Schema dell'odorizzatore a gorgogliamento. Tra gli elementi principali si possono annoverare diaframma, gasdotto, valvola, camera e filtro. Vengono prodotti diversi formati di dispositivi in base alla capacità della stazione di distribuzione del gas.

Tra gli ultimi sviluppi per il miglioramento del processo di odorizzazione – l'uso di pompe dosatrici. Sono costituite da un filtro di pulizia, un'unità di controllo elettronico e un dispositivo di controllo – un magnete o una valvola.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Un dipendente del museo del trasporto del gas principale spiegherà in dettaglio il trasporto del carburante, come e con cosa si odorizza il gas naturale:

Un interessante servizio sulla modernizzazione dell'impianto di odorizzazione:

Il montaggio del dispositivo di odorizzazione può essere visto in un video:

La comparsa di un odore caratteristico in caso di perdita di gas in un ambiente – è una delle condizioni chiave per l'uso sicuro del gas in ambito domestico. Per la tempestiva individuazione di una fuoriuscita non pianificata di gas si utilizzano odoranti.

L'intensità dell'odore del gas deve essere sufficiente per la rilevazione e allo stesso tempo non superare la soglia di esplosività consentita. Durante l'abbassamento della temperatura, l'odore si indebolisce, quindi in inverno la quantità di odorante introdotto deve essere parecchie volte inferiore rispetto all'estate.

Se avete domande sull'argomento trattato o desiderate aggiungere informazioni utili sull'odorizzazione del gas naturale, lasciate per favore i vostri commenti. Il blocco si trova sotto il testo qui sotto.