7.4. Оборудование для одоризации газа

Природный газ, очищенный от сероводорода, не имеет ни цвета, ни запаха. Поэтому обнаружить утечку газа довольно трудно. Чтобы обеспечить безопасность транспорта и использования газа его одорируют, т.е. придают ему резкий и неприятный запах. Для этой цели в газ вводят специальные одоранты, и продукты их сгорания должны быть физиологически безвредными, достаточно летучими (низкая температура кипения), не должны вызывать коррозию, химически взаимодействовать с газом, поглощаться водой или углеводородным конденсатом, сильно сорбироваться почвой или предметами, находящимися в помещениях. Одоранты должны быть недорогими. Этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяет этилмеркаптан (C₂H₅SH). Однако при использовании этилмеркаптана следует учитывать присущие ему недостатки. Так, по токсичности он равноценен сероводороду; если газ идёт на химическую переработку, то необходимо очищать его от меркаптана, так как последний отравляет катализаторы. Этилмеркаптан химически взаимодействует с окислами металла, поэтому при транспорте одорированного газа запах его постепенно ослабевает.

Кроме этилмеркаптана также используют сульфан, метилмеркаптан, пропилмеркаптан, калодорант, пенталарам и др. В качестве одоранта также применяют смесь меркаптанов, получаемых при очистке природного газа с высоким содержанием серы и сернистых соединений. Одоризацию газа проводят на головных сооружениях газопровода и газораспределительных станциях, в основном с помощью одоризационных установок, например, АОГ-30, УОГ-1 и др.

Концентрация паров одоранта в газе должна быть такой, чтобы резкий запах ощущался при объёмной концентрации газа, не превышающей 1/5 от нижнего предела взрываемости. Среднегодовая норма расхода этилмеркаптана составляет 16г на 1000м³ газа. В летнее время расход одоранта примерно в 2 раза меньше, чем зимой.

Устройства, при помощи которых одорант вводится в поток газа, называется одоризаторами. Они бывают капельные, испарительные и барботажные. Капельными одоризаторами (рис.7.36.) одорант вводится в газопровод каплями или тонкой струёй. Одоризатор действует за счёт перепада давления, создаваемого диафрагмой. Одорант из поплавковой камеры проходит через диафрагму, смотровое стекло и по трубке поступает в газопровод. В поплавковой камере всё время сохраняется постоянный уровень.

Расход одоранта можно изменять при помощи сменной диафрагмы. Наибольшее распространение имеют испарительные (фитильные) (рис.7.37.) и барботажные одоризаторы (рис.7.38.). В резервуар с одорантом частично погружены фланелевые полосы. Над поверхностью одоранта между полосами фланели проходит газ и насыщается одорантом. Резервуар снабжён подогревателем. Температура одоранта, от которой зависит интенсивность испарения (а следовательно, и степень одоризации), поддерживается терморегулятором.

Рис. 7.36. Капельный одоризатор с диафрагмой

1 – бачок для одоранта; 2 – фильтр-отстойник; 3 – поплавок; 4 – поплавковая камера; 5,8 – соединительные трубки; 6 – тонкая диафрагма; 7 – смотровое стекло; 9 – диафрагма в газопроводе; 10 – газопровод; 11 – ручной насос; 12 – запасная ёмкость.

Рис. 7.37. Испарительный (фитильный) одоризатор

1 – диафрагма; 2 – газопровод; 3 – резервуар; 4 – вертикально подвешенные фитили; 5 – регулировочный вентиль; 6 – мерное стекло.

В барботажном одоризаторе (рис. 7.38.) из газопровода 3 часть газа попадает в барботажную камеру 2, в которой происходит насыщение газа одорантом, поступающим из расходного бачка 13. При помощи поплавкового регулятора в барботажной камере поддерживается постоянный уровень. Отсюда газ проходит через ёмкость одоризатора 17, входит в газопровод сзади диафрагмы 1, создающей перепад давления для прохождения газа через одоризатор. Капли неиспарившегося одоранта, захватываемые газом из барботажной камеры, оседают на дно ёмкости 17. Накопившийся там одорант сливается через кран 20. Регулирование степени одоризации осуществляется вентилем 19.

Рис. 7.38. Барботажный одоризатор

1 – диафрагма; 2 – барботажная камера; 3 – газопровод; 4 – трубка, подводящая газ под давлением; 5 – тарелка; 6 – клапан; 7 – питательная трубка; 8 – фильтр; 9 – трубка, подводящая газ в барботажную камеру; 10 – поплавок регулятора уровня; 11 – вентиль; 12 – этилмеркаптан; 13 – расходный бак; 14 – трубка, подводящая этилмеркаптан со склада; 15 – манометр; 16 – стеклянная трубка указателя уровня; 17 – ёмкость одоризатора; 18 – отбойник брызг; 19 – регулировочный вентиль; 20 – сливной кран; 21 – трубка, отводящая газ.

Однако для рассмотренных одоризаторов характерно отсутствие прямой пропорциональной зависимости расхода одоранта от расхода газа, так как ввод одоранта происходит под действием меняющегося столба жидкости, не зависящего от количества проходящего газа. При колебании расхода в течение суток часто приходится менять режим работы установки. Регулировку выполняют вручную игольчатым вентилем, поэтому точность дозирования зависит от опытности обслуживающего персонала.

На некоторых газораспределительных станциях внедрены полуавтоматические установки одоризации газа, которые просты по конструкции, надёжны в работе и обеспечивают практически полную пропорциональную зависимость расхода одоранта от расхода газа (рис. 7.39.). В установке на пути газового потока установлена диафрагма 9, на которой создаётся определённый перепад давления в зависимости от расхода газа. Газ с давлением Р₁ до диафрагмы поступает в бачок 3 с одорантом и создаёт давление на столб одоранта, равное P₁-Horg. Одорант из бачка 3 через фильтр 2 и колибровочное сопло 1 впрыскивается в газопровод за диафрагмой с давлением Р₂. Давление впрыскивания меняется в зависимости от количества газа, проходящего через диафрагму, и этим достигается пропорциональность расхода одоранта и газа. Уровнемерное стекло 4 используется для наблюдения за расходом одоранта. Ёмкость 8, предназначенная для заполнения бачка одорантом, снабжена предохранительным клапаном 5. Давление заполнения бачка поддерживается редуктором 7 и контролируется по манометру 6. При монтаже фланец с соплом крепится к фланцу задвижки 10, что позволяет заменять и чистить сопла. Диаметр сопла подбирается по формуле:

где G – расход одоранта на 1000м³ газа; φ – коэффициент истечения φ=0,82; Р_и – давление истечения одоранта.

Изменение степени одоризации достигается за счёт изменения диаметра сопла. Степень одоризации определяется хроматографическими методами.

Рис. 7.39. Полуавтоматическая одоризационная установка

Рис. 7.40. Установка одоризации газа. Одоризатор ОДДК 02

Рис. 7.41. Комплекс «ФЛОУТЭК-ТМ-Д» (Флоуодоризатор)