Лекция №1

Горючие газы и их свойства.

ГОСТ на природный газ 5542-87^*.

Природный газ чисто газовых месторождений представляет собой смесь горючих углеводородов, содержащих метан СН₄ (80-99%), этана С₂Н₆ (10-1%), небольшое количество более тяжелых углеводородов и негорючих примесей в виде углекислого газа и азота. ПГ не содержит водорода, оксида углерода и кислорода. В газах некоторых конденсатных и нефтяных месторождений в незначительных количествах (3-4%) присутствует сероводород H₂S.

Технические требования к природным газам приведены в ГОСТ 5542-87*.

Так согласно ГОСТ в природных газах должно быть в 1 м³,

- сероводорода не более 0,02 г ,

- массовая концентрация меркаптановой серы не более 0,036г,

- механических примесей не более 0,001 г.

- Объемная доля кислорода должна быть не более 1%.

- Число Воббе не должно отклоняться от номинального значения более, чем на 5%.

- Острота запаха природного газа должна быть не менее 3 баллов, что соответствует 20% от нижнего предела воспламеняемости (т.е.1%).

В качестве одоранта используется этилмеркаптан – С₂Н₅SH.

Это жидкость с плотностью 0,83 кг/м^3, легко испаряющаяся. Нижний предел воспламеняемости паров 2,8, а верхний 18,2 об.%.

Присутствие 1/500.000.000 С₂Н₅SH на 1 м³ воздуха достаточно, чтобы почувствовать его запах.

В природный газ добавляют 16г на 1000 м³ ( т.е.16 мг/м³), а в СУГ 60г на 1000 кг.

В настоящее время в РФ применяют одорант марки СПМ (смесь природных меркаптанов) производства Оренбургского ГПЗ. Состав этого одоранта зависит от полученного природного сырья и может изменяться в соответствии с ТУ 51-31323949-2002. Недостатком меркаптанов является их химическая активность в условиях газораспределительной сети. При низких температурах тяжелые меркаптаны конденсируются на стенках газопровода. (типичный состав смеси меркаптанов (в % масс.) этилмеркаптан 30-40, изопропилмеркаптан 35-45, третбутилмеркаптан 0,5 -1,5, н-пропилмеркаптан 8 -12, бутилмеркаптан 2-3). Согласно ПБ 12-529-03 «Интенсивность запаха обеспечивается газотранспортной организацией в конечных точках газораспределительной сети у потребителя ( на ГРС) в пределах 3-х баллов.

Контроль степени одоризации возложен на ГРО «Пункты контроля, периодичность отбора проб, а также интенсивность запаха должны определяться газораспределительными организациями в соответствии с ГОСТ определения интенсивности запаха с записью результатов проверки в журнале». Определяют содержание одоранта в мг/м³. Расчет максимальной массовой концентрации для этилмеркаптана по сере показал: массовая доля серы в этилмеркаптане 51,6 %. Меркаптановя сера в природном газе по ГОСТ 5542 должна быть не более 0,036 г/м³ , что соответствует 70 мг/м³ ( М_э=0,036 100/51,6=0,07 г/м³ = 70 мг/м³. ( Чем больше протяженность стального газопровода и меньше скорость потока газа, тем ниже интенсивность запаха по сравнению с интенсивностью на выходе из ГРС. Проводится эксперимент в сетях г Вологды. Рзработан отечественный газоанализатор уровня одоризации газа – АНКАТ-7670., разработанный СПО2Аналитприбор». Этот прибор включен в систему телеметрии ГРП снабжающего газом жилой квартал.

Природный газ не токсичен, но может вызвать удушье при вытеснении кислорода из воздуха. В чистом воздухе содержится 21% кислорода. При снижении его количества до 16-17% наступает удушье.

ГОСТ на сжиженные углеводородные газы 20448-90^*.

Состав и свойства СУГ должны соответствовать требованиям ГОСТ 20448-90* «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия». Согласно регламента СУГ выпускается следующих марок: ПТ - пропан технический, СПБТ- смесь пропана и бутана технических и БТ - бутан технический.

Таблица 2

Требования к составу сжиженных газов (по гост 20448-90*)

Показатель	ПТ	СПБТ	БТ
Компонентный состав, % по массе: сумма метана, этана и этилена, не более сумма пропана и пропилена, не менее сумма бутанов и бутиленов, не менее то же, не более жидкий остаток (в том числе углеводороды С5 и выше) при 273 К, % по объему, не более	4 75 Не нормируется 1	6 - 60 2	6 - 60 - 2
Давление насыщенных паров избыточное, МПа при 45 ^0С ( 318 ) , не более при 0 ^0С ( 273 ) , не менее	1,6 0,16	1,6 -	1,6 -
Массовая доля, % Сероводорода общей серы	0,003 0,015	0,003 0,015	0,003 0,015
То же, щелочи и свободной воды	Отсутствуют
Запах должен ощущаться при содержании газа, %	0,5	0,4	0,3

На 1000 кг СУГ марки ПТ добавляют 60 г этилмеркаптана С₂ Н₅ SH,

На 1000 кг СУГ марки БТ добавляют 90 г этилмеркаптана С₂ Н₅ SH.

Плотность жидкости С₂ Н₅ SH 0,83 кг/м³.

Температура кипения + 37 ⁰С.

Температура воспламенения 299 ⁰С.

Нижний предел воспламеняемости -2,8 % .

Верхний предел воспламеняемости -18,2 %.

Достаточно 1/500.000.000 С₂ Н₅ SH в 1 м³ воздуха, чтобы почувствовать его присутствие.

Относительно новые для России альтернативные газы: это метан угольных пластов – шахтный газ (ШГ) и биогазы (БГ), получаемые из различных органических отходов

Таблица 2

Усредненный состав газов бг и шахтного газа

1 М3 бг эквивалентен 6,1 кВт.

Источником ШГ являются угольные пласты, выделяющие метан - шахтный газ. Максимальное содержание метана составляет 60%. По данным ОАО «Газпром» запасы метана в угольных бассейнах России оценивается в 49 трлн. м³.

По прогнозам Госкомэкологии в 2005 году в городах и поселках городского типа накоплено 35 млн. т ТБО на закрытых свалках и полигонах. По данным Госстроя России, площадь закрытых свалок составляет около 50 тыс. га. Свалочные массы бытовых отходов в течении 20–25 лет генерируют газ, содержащий 50–65% метана. Производство БГ не требует специальных установок. Основные затраты приходятся на сбор, очистку и транспортировку газа. В этом отношении свалки можно считать аналогами месторождений природного газа. Из одной тонны ТБО может быть получено от 100 до 240 м³ БГ с теплотой сгорания 18–25 МДж/м³.