Odorante del gas natural: características de los odorantes, normas y reglas para su introducción

Explosiones, destrucción y vidas arruinadas — todas son trágicas consecuencias del uso incorrecto del equipo de gas. Su probabilidad se reduce significativamente en la medida en que se detecte y repare rápidamente el lugar de la fuga. Pero, ¿es tan sencillo detectar una fuga?

Usted ha oído repetidamente que el gas huele por sí mismo y que cuando hay una fuga el olor proviene directamente de él, ¿verdad? Pero esa creencia es incorrecta: a la composición final se le agrega un componente conocido como odorante de gas natural.

En el presente artículo se examinan detalladamente las propiedades y la composición de los odorantes, las principales formas de introducirlos para garantizar la seguridad tanto en instalaciones industriales como en el hogar. Se analizan minuciosamente las normas de odorización del gas natural, así como los últimos cambios en la legislación. Para facilitar la comprensión, el texto se complementa con vídeos e ilustraciones.

Propiedades principales de los odorantes

El gas se usa ampliamente en el hogar y puede provocar intoxicaciones graves, y su alta concentración crea un ambiente explosivo. Inicialmente, el gas doméstico (metano con otras impurezas, incluyendo propano, etano, butano) no tiene olor, y cualquier fuga de un sistema cerrado solo podría detectarse mediante sensores especiales.

Se resuelve este problema agregando al gas un componente de olor fuerte: el odorante. El proceso de introducción en el flujo se llama odorización. La mezcla se lleva a cabo en la estación de distribución de gas o en puntos centralizados.

Idealmente, las sustancias odorizantes deben poseer las siguientes cualidades:

1. Tener un olor fuerte y específico para un reconocimiento claro y rápido.
2. Asegurar una dosificación estable. Al mezclarse con metano y al transitar por la tubería de gas, los odorantes deben mostrar estabilidad química y física.
3. Tener un nivel de concentración suficiente para reducir el consumo total.
4. No formar productos tóxicos durante la operación.
5. Los aditivos no deben mostrar acción corrosiva hacia recipientes y válvulas, lo que garantizará una larga vida útil del equipo de gas y las tuberías.

No existe un odorante que cumpla plenamente con todos los criterios mencionados. Por lo tanto, para Gazprom se desarrollaron las especificaciones técnicas TU 51-31323949-94-2002 y el Reglamento de operación VRD 39-1.10-069-2002. Pero estos son documentos internos de Gazprom, de obligado cumplimiento solo para las organizaciones que forman parte del Grupo Gazprom.

En el documento VRD 39-1.10-06-2002 se presentan los requisitos básicos para la fabricación, almacenamiento, transporte y uso de aditivos.

Para neutralizar el fuerte olor del odorante en los lugares de sus fugas se utiliza una solución de permanganato de potasio o lejía de cloro. En tal caso, será necesario usar una máscara antigás y otros equipos de protección.

El uso correcto de odorantes está regulado en las Reglas de operación de gasoductos principales STO Gazprom 2-3.5-454-2010, donde se indica que el límite de explosividad del líquido inflamable es del 2,8-18%, y el MAC es de 1 mg/m³.

Para determinar la intensidad del olor del odorante en puntos, así como medir su concentración másica, se puede utilizar el analizador de gas ANKAT-7631 Micro-RSH.

La inhalación de vapores puede provocar náuseas, pérdida del conocimiento; en grandes cantidades, la sustancia causa convulsiones, parálisis y muerte. Por el grado de impacto en el organismo, son sustancias nocivas de clase de peligro 2. Se puede determinar su concentración en un espacio cerrado con la ayuda de un analizador de gas tipo RSH.

Normas y composición de las sustancias odorizantes

El gas natural debe detectarse por el olor en el aire cuando su concentración no supere el 20% del límite inferior de explosividad, lo que equivale al 1% de la fracción volumétrica del compuesto orgánico. Qué hacer si huele a gas en su apartamento lo describimos en detalle en el siguiente artículo.

La cantidad de odorante en el gas suministrado al consumidor depende de la composición química de la mezcla.

En el Reglamento de explotación técnica de las GRS de los gasoductos principales VRD 39-1.10-069-2002 se indica que la norma de inyección de etilmercaptano es de 16 g por cada 1 000 m³ de gas.

Este odorante fue uno de los primeros aditivos industriales utilizados en el territorio de la antigua URSS, pero el EtSH tiene varios inconvenientes importantes:

• presenta fácil oxidación;
• reacciona con los óxidos de hierro;
• posee alta toxicidad;
• es soluble en agua.

La formación de dietilsulfuro, a la que es propenso el etilmercaptano, reduce la intensidad del olor, especialmente en el transporte a largas distancias. Desde 1984, prácticamente en todo el territorio de Rusia se utiliza una mezcla de mercaptanos naturales, cuya composición incluye isopropilmercaptano, etilmercaptano, terc-butilmercaptano, butilmercaptano, tetrahidrotiofeno, n-propilmercaptano y n-butilmercaptano.

El odorante cumple con la TU 51-31323949-94-2002 «Odorante natural OOO «Orenburggazprom»». La norma para este aditivo multicomponente no difiere de la cantidad recomendada de etilmercaptano.

La carga de barriles para llenar con odorante, el transporte de carga peligrosa, su reubicación en el área debe realizarse exclusivamente por medios mecanizados. Esto se hace para evitar daños en los recipientes, cada uno de los cuales también debe estar marcado.

Los llamados mercaptanos se fabrican a base de sulfuro de hidrógeno, azufre y sulfuros. Pero la producción moderna se basa en el uso de compuestos libres de azufre; por ejemplo, en Alemania se fabrica un producto ecológico llamado Gasodor™ S-Free™.

Como base del odorante GASODOR™ S-Free™ se utilizan acrilato de etilo y acrilato de metilo, que al quemarse forman agua y dióxido de carbono. A pesar de las buenas características operativas, algunos materiales poliméricos pueden provocar una fuerte disminución de la concentración de acrilatos y, como consecuencia, una reducción en la intensidad del olor del gas.

Este odorante tiene un olor fuerte y específico, mantiene la estabilidad incluso durante el almacenamiento prolongado y no altera sus cualidades con los cambios de temperatura.

El aditivo también es muy valorado porque no se disuelve en agua. Durante las pruebas que confirmaron la idoneidad de la sustancia, en una de las instalaciones nacionales de Gazprom, se utilizó una concentración de odorante de 10-12 mg/m³.

El etanotiol se transporta en cisternas de carretera y ferrocarril, cilindros y contenedores. El volumen máximo de almacenamiento permitido es de 1,6 toneladas en tanques cilíndricos de superficie, el factor de llenado debe ser de 0,9-0,95.

Crotonaldehído se considera un odorante potencial. Líquido inflamable con olor fuerte, pertenece a la segunda clase de peligro según el grado de impacto en el organismo.

Tiene varias ventajas significativas en comparación con el etanotiol:

• en su composición no hay azufre;
• se distingue por un menor efecto tóxico;
• posee baja volatilidad en condiciones normales.

El nivel máximo de emisiones de crotonaldehído no excede el límite permitido y es de 0,02007 mg/m3. La posibilidad de uso práctico de la sustancia como odorante aún no se ha estudiado en detalle.

Determinación de la calidad de la odorización

Cada vez son más frecuentes las quejas sobre las normas estrictamente reguladas para la odorización del gas doméstico.

En su lugar, se propone centrar la atención en varios factores que afectan la calidad de la odorización del gas natural:

1. Estado del gasoducto y su longitud. La intensidad del olor puede disminuir debido a reacciones químicas entre las paredes del gasoducto y el odorante, en cuyo caso será necesario aumentar las tasas de inyección de la sustancia en el flujo de gas.
2. La necesidad de cambiar la tasa también puede estar relacionada con el peso específico del azufre mercaptano en la composición. Conociendo su porcentaje, se puede reducir la cantidad de odorante. Con mala calidad del combustible o acumulación de condensado en el gasoducto, por el contrario, será necesario aumentar la concentración de la sustancia.
3. Las condiciones de transporte y almacenamiento también afectan la intensidad del olor. El uso de recipientes inadecuados, incluyendo los de acero negro, cambios bruscos de temperatura y la exposición a precipitaciones atmosféricas afectan negativamente la calidad del odorante.

En cuanto al factor de cambio en la composición de los componentes, realizar el análisis requerirá costos significativos. Se puede reducir el consumo injustificado de aditivos mediante un proceso automatizado de inyección, lo que también permitirá abordar cuestiones ecológicas y de seguridad.

La concentración de odorante también se puede determinar en un recipiente cerrado, bajo presión. Un sensor, cuyo principio de funcionamiento se basa en el método hidrostático, calcula el volumen, nivel y masa del líquido mediante una unidad de control microprocesada.

La eficacia de la odorización también depende de la base del equipo, el grado de automatización y el método de mezcla; analicemos este último parámetro con más detalle.

Métodos de odorización del gas natural

El tipo de odorante se selecciona en función de varios requisitos:

• del nivel de precisión necesario;
• de la suficiente productividad;
• de las capacidades materiales.

El aditivo se utiliza tanto en forma líquida como vaporosa. El primer método implica la inyección por goteo o el uso de una bomba dosificadora. Para la saturación con vapor, se introduce odorante en una parte del flujo de gas mediante derivación o soplado de una mecha humedecida.

Método #1 — introducción por goteo de la sustancia

Este método de inyección se caracteriza por costos relativamente bajos y un esquema de uso simple. El principio de funcionamiento se basa en contar el número de gotas por unidad de tiempo, lo que permite obtener el caudal requerido.

Para el transporte de gas en grandes volúmenes, las gotas se transforman en un chorro de líquido; en tales casos se utiliza una escala de medidor de nivel o un recipiente especial con divisiones.

El cuentagotas se utiliza para el control visual del flujo de sustancias agresivas, incluso durante la dosificación del odorante. Todas las piezas, incluido el cuerpo, están fabricadas con materiales resistentes.

Este método requiere un ajuste manual constante y verificación del caudal, en particular cuando cambia el número de consumidores.

El proceso no se puede automatizar, por lo que su precisión no es alta: solo alcanza el 10-25%. En las instalaciones modernas, el goteo se utiliza solo como reserva en caso de fallo del equipo principal.

Método #2 — uso de odorizador de mecha

El uso del odorizador de mecha – otro método adecuado para pequeños volúmenes de gas. Todas las operaciones se realizan manualmente. El odorante se utiliza para vapor y estado líquido, su contenido se determina por la cantidad de flujo por unidad de tiempo.

La evaporación en los odorizadores de mecha, a diferencia de otros dispositivos, ocurre directamente desde la superficie sobre la que pasa el gas. El recubrimiento a menudo consiste en mechas de franela.

La alimentación se regula cambiando la cantidad de gas que se pasa a través de la mecha.

Método #3 — introducción por barboteo del olor en el gas

Las instalaciones que utilizan burbujeo, a diferencia de las dos anteriores, pueden automatizarse.

La alimentación del odorante se realiza mediante un diafragma y dosificador, su cantidad se calcula proporcionalmente al flujo de gas. La sustancia fluye por gravedad desde el depósito de suministro. El eyector es responsable del proceso de llenado.

Esquema del odorizador de burbujeo. Los elementos principales incluyen diafragma, gasoducto, válvula, cámara y filtro. Se fabrican varios tamaños de dispositivos según la capacidad de la estación de distribución de gas.

Entre los últimos desarrollos para mejorar el proceso de odorización – el uso de bombas dosificadoras. Consisten en un filtro de limpieza, una unidad de control electrónica y un dispositivo de control – un imán o una válvula.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Detalles sobre el transporte de combustible, cómo y con qué se odoriza el gas natural, los contará un empleado del museo de transporte de gas principal:

Un interesante reportaje sobre la modernización de una instalación de odorización:

El montaje de un dispositivo de odorización se puede ver en el videoclip:

La aparición de un olor característico durante una fuga de gas en un recinto – una de las condiciones clave para el uso seguro del gas en el hogar. Para la detección oportuna de una salida no planificada de gas se utilizan odorantes.

La intensidad del olor del gas debe ser suficiente para la detección y, al mismo tiempo, no superar el umbral de explosividad permitido. Durante la disminución de la temperatura, el olor se debilita, por lo que en invierno la cantidad de odorante introducido debe ser varias veces menor que en verano.

Si tiene preguntas sobre el tema tratado o desea agregar información útil sobre la odorización del gas natural, por favor, deje sus comentarios. El bloque se encuentra debajo del texto.