Odorizante de gás natural: características dos odorizantes, normas e regras de sua introdução

Explosões, destruições e vidas perdidas — todas essas são consequências trágicas da operação incorreta de equipamentos a gás. Sua probabilidade diminui significativamente na medida em que o local do vazamento for identificado e eliminado rapidamente. Mas é tão simples detectar um vazamento?

Você já ouviu várias vezes que o gás tem cheiro por si só e que, em caso de vazamento, o odor vem dele, não é mesmo? Mas essa opinião é equivocada — à composição final para odor é adicionado um componente conhecido como odorante de gás natural.

No presente artigo, as propriedades e a composição dos odorantes são examinadas em detalhes, bem como as principais formas de sua introdução para garantir a segurança tanto em instalações industriais quanto no uso doméstico. As normas de odorização do gás natural e as recentes alterações na legislação são minuciosamente analisadas. Para facilitar a compreensão, o texto é complementado com vídeos e ilustrações.

Propriedades principais dos odorantes

O gás é amplamente utilizado no uso doméstico e pode causar intoxicação grave, e sua alta concentração cria um ambiente explosivo. Inicialmente, o gás doméstico (metano com outras impurezas, incluindo propano, etano, butano) não tem odor, e qualquer vazamento de um sistema fechado só poderia ser detectado por meio de sensores especiais.

Este problema é resolvido adicionando ao gás um componente com odor forte — o odorante. E o processo direto de introdução no fluxo é chamado de odorização. A mistura é realizada na estação de distribuição de gás ou em pontos centralizados.

Idealmente, as substâncias odorizantes devem possuir as seguintes qualidades:

1. Ter um odor forte e específico para reconhecimento claro e rápido.
2. Garantir uma dosagem estável. Ao se misturar com metano e se mover pelo gasoduto, os odorantes devem apresentar resistência química e física.
3. Ter um nível de concentração suficiente para reduzir o consumo total.
4. Não formar produtos tóxicos durante a operação.
5. Os aditivos não devem apresentar ação corrosiva em relação a recipientes e acessórios, o que garantirá uma longa vida útil dos equipamentos de gás e tubulações.

Não existe um odorante que atenda plenamente a todos os critérios mencionados. Por isso, para a Gazprom foram desenvolvidas as especificações técnicas TU 51-31323949-94-2002 e o Regulamento de Operação VRD 39-1.10-069-2002. Mas esses são documentos internos da Gazprom, de cumprimento obrigatório apenas pelas organizações que fazem parte do Grupo Gazprom.

No documento VRD 39-1.10-06-2002, são apresentados os requisitos básicos para fabricação, armazenamento, transporte e uso de aditivos.

Para neutralizar o forte odor do odorante em locais de vazamento, utiliza-se uma solução de permanganato de potássio ou água sanitária. Nesse caáo, será necessário usar uma máscara de gás e outros equipamentos de proteção.

O uso correto de odorantes é regulamentado nas Regras de Operação de Gasodutos Principais STO Gazprom 2-3.5-454-2010, nde è indicado que o limte de explosividade do líquido inflamável é de 2,8-18%, e o CMP (concentração máxima permitida) é de 1 mg/m³.

Para determinar a intensidade do odor do odorante em pontos, bem como medir sua concentração mássica, pode-se usar o analisador de gás ANCAT-7631 Micro-RSH.

A inalação de vapores pode provocar náuseas, perda de consciência; em grandes quantidades, a substância causa convulsões, paralisia e morte. Quanto ao grau de impacto no organismo, são substâncias nocivas de classe de perigo 2. A concentração delas em um ambiente pode ser determinada usando um analisador de gás do tipo RSH.

Normas e composição das substâncias odorizantes

O gás natural deve ser detectável pelo odor no ar quando sua concentração não ultrapassar 20% do limite inferior de explosividade, o que equivale a 1% em volume do composto orgânico. O que fazer se houver cheiro de gás em seu apartamento, descrevemos detalhadamente no próximo artigo.

A quantidade de odorante no gás fornecido ao consumidor depende da composição química da mistura.

No Regulamento de Operação Técnica das Estações de Distribuição de Gás (GRS) dos gasodutos principais VRD 39-1.10-069-2002, está indicado que a norma de injeção de etilmercaptana é de 16 g por 1.000 m³ de gás.

Este odorante foi um dos primeiros aditivos industriais utilizados no território da antiga URSS, mas o EtSH tem várias desvantagens significativas:

• apresenta fácil oxidação;
• tag com óxidos de ferro;
• possui alta toxicidade;
• dissolve-se em áua.

A formação de dietilsulfeto, à qual o etilmercaptana é propenso, redúz a intensidade do odor, especialmente durante o transporte a longas distâncias. Desde 1984, em praticamente todo o território da Rússia, é utilizada uma mistura de mercaptanas naturais, que inclui isopropilmercaptana, etilmercaptana, terc-butilmercaptana, butilmercaptana, tetrahidrotiofeno, n-proilmercaptana e n-butimeraptana.

O odorante está em conformidade com a TU 51-31323949-94-2002 «Odorante natural da OOO Orenburggazprom». A norma para este aditivo multicomponente não difere da quantidade recomendada de etilmercaptana.

O carregamento de barris para enchimento com odorante, o transporte de carga perigosa, sua movimentação no local deve ser realizado exclusivamente por meio mecanizado. Isso é feito para evitar danos nos recipientes, cada um dos quais também deve ter marcação.

Os chamados mercaptanos são produzidos à base de sulfeto de hidrogênio, enxofre e sulfetos. Mas a produção moderna se baseia no uso de compostos livres de enxofre, por exemplo, na Alemanha é fabricado um produto ecologicamente correto chamado Gasodor™ S-Free™.

Como base do odorante GASODOR™ S-Free™, são usados etilacrilato e metilacrilato, que na combustão formam água e dióxido de carbono. Apesar das boas características operacionais, alguns materiais poliméricos podem causar uma redução drástica na concentração de acrilatos e, consequentemente, uma redução na intensidade do odor do gás.

Este odorante tem um odor forte e específico, mantém a estabilidade mesmo durante armazenamento prolongado, não altera suas qualidades com a mudança de temperatura.

O aditivo também é muito valorizado por não se dissolver em água. Durante a realização de testes que confirmaram a adequação da substância, em uma das instalações nacionais da Gazprom, foi usada uma concentração de odorante de 10-12 mg/m³.

O etanotiol é transportado em tanques rodoviários e ferroviários, cilindros, contêineres. O volume máximo permitido de armazenamento é de 1,6 toneladas em tanques superficiais de forma cilíndrica, o fator de enchimento deve ser de 0,9 a 0,95.

Aldeído crotônico é considerado um odorante potencial. Líquido inflamável com odor forte, pertence à segunda classe de perigo quanto ao grau de impacto no organismo.

Tem várias vantagens significativas em comparação com o etanotiol:

• não contém enxofre em sua composição;
• apresenta menor impacto tóxico;
• possui baixa volatilidade em condições normais.

O nível máximo de emissões do aldeído crotônico não excede o limite máximo permitido e é de 0,02007 mg/m³. A possibilidade de uso prático da substância como odorante ainda não foi estudada em detalhes.

Determinação da qualidade da odorização

As reclamações sobre as normas estritamente regulamentadas para a odorização do gás doméstico são cada vez mais frequentes.

Em vez disso, propõe-se focar a atenção em vários fatores que afetam a qualidade da odorização do gás natural:

1. Estado do gasoduto e sua extensão. A intensidade do odor pode diminuir devido a reações químicas entre as paredes do gasoduto e o odorante; nesse caso, será necessário aumentar as taxas de injeção da substância no fluxo de gás.
2. A necessidade de alterar a taxa também pode estar relacionada ao peso específico do enxofre mercaptano na composição. Conhecendo sua porcentagem, é possível reduzir a quantidade de odorante. Em caso de má qualidade do combustível ou acúmulo de condensado no gasoduto, ao contrário, será necessário aumentar a concentração da substância.
3. As condições de transporte e armazenamento também influenciam a intensidade do odor. O uso de recipientes inadequados, incluindo os de aço carbono, oscilações bruscas de temperatura e exposição a precipitações atmosféricas afetam negativamente a qualidade do odorante.

Quanto ao fator de mudança na composição dos componentes, serão necessários custos significativos para realizar a análise. O desperdício injustificado de aditivos pode ser reduzido por meio de um processo automatizado de injeção, o que também resolverá as questões ambientais e de segurança.

A concentração do odorante também pode ser determinada em um recipiente fechado, sob pressão. O sensor, cujo princípio de funcionamento se baseia no método hidrostático, calcula o volume, o nível e a massa do líquido por meio de uma unidade de controle microprocessada.

A eficiência da odorização também depende da base do equipamento, do grau de automação e do método de mistura; vamos analisar este último parâmetro em detalhes.

Métodos de odorização do gás natural

O tipo de odorante é escolhido com base em vários requisitos:

• nível necessário de precisão;
• produtividade suficiente;
• capacidades financeiras.

O aditivo é utilizado tanto na forma líquida quanto na forma de vapor. O primeiro método envolve a injeção por gotejamento ou o uso de uma bomba dosadora. Para saturar com vapor, o odorante é introduzido em uma parte do fluxo de gás por meio de derivação ou sopro de um pavio umedecido.

Método #1 — introdução por gotejamento da substância

Este método de injeção se caracteriza por custos relativamente baixos e um esquema de uso simples. O princípio de funcionamento baseia-se na contagem do número de gotas por unidade de tempo, permitindo obter a vazão necessária.

Para o transporte de gás em grandes volumes, as gotas se transformam em um jato de líquido; nesses casos, utiliza-se uma escala de medidor de nível ou um recipiente especial com marcações.

O conta-gotas é usado para controle visual da vazão de substâncias agressivas, inclusive na dosagem de odorante. Todas as peças, incluindo o corpo, são feitas de materiais resistentes

Este método requer ajuste manual constante e verificação da vazão, especialmente quando o número de consumidores muda.

O processo não pode ser automatizado, portanto sua precisão é baixa – chega a apenas 10-25%. Em instalações modernas, o gotejador é usado apenas como reserva em caso de falha do equipamento principal.

Método #2 — uso de odorizador de pavio

O uso do odorizador de pavio – é outro método que se adequa a pequenos volumes de gás. Todas as operações são realizadas manualmente. O odorante é usado para vapores e estado líquido, seu conteúdo é determinado pela quantidade de consumo por unidade de tempo.

A evaporação em odorizadores de pavio, ao contrário de outros dispositivos, ocorre diretamente na superfície sobre a qual o gás passa. O revestimento geralmente consiste em pavios de flanela

A alimentação é regulada alterando a quantidade de gás que passa pelo pavio.

Método #3 — introdução por borbulhamento do odor no gás

As instalações que utilizam borbulhamento, ao contrário das duas anteriores, podem ser automatizadas.

A alimentação do odorante é feita por meio de um diafragma e um dosador, sua quantidade é calculada proporcionalmente ao fluxo de gás. A substância flui por gravidade do tanque de consumo. O ejetor é responsável pelo processo de abastecimento.

Diagrama do odorizador de borbulhamento. Os principais elementos incluem o diafragma, o gasoduto, a válvula, a câmara e o filtro. Vários tamanhos de dispositivos são fabricados dependendo da capacidade da estação de distribuição de gás.

Entre os últimos desenvolvimentos para aprimorar o processo de odorização – o uso de bombas dosadoras. Elas consistem em um filtro de limpeza, unidade de controle eletrônico e um dispositivo de controle – ímã ou válvula.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Detalhes sobre o transporte de combustível, como e com que odorizam o gás natural, serão explicados por um funcionário do museu de transporte de gás principal:

Um segmento interessante sobre a modernização de uma instalação de odorização:

A montagem de um dispositivo de odorização pode ser vista no vídeo:

O aparecimento de um odor característico em caso de vazamento de gás em ambiente fechado – é uma das condições-chave para o uso seguro do gás doméstico. Para a detecção oportuna de saída não planejada de gás, são usados odorantes.

A intensidade do odor do gás deve ser suficiente para detecção e, ao mesmo tempo, não exceder o limite de explosividade permitido. Durante a queda de temperatura, o odor enfraquece, portanto, no inverno, a quantidade de odorante introduzida deve ser várias vezes menor do que no verão.

Se você tiver dúvidas sobre o tópico abordado ou quiser adicionar informações úteis sobre a odorização do gás natural, por favor, deixe seus comentários. O bloco está localizado abaixo do texto.