---

Свойства природного газа, вредных примесей и некоторых веществ, применяющихся при транспортировании газа

1. Природный газ

Природный газ - бесцветный, значительно легче воздуха, малотоксичный, если не содержит вредных примесей выше допустимых норм.

Если природный газ очищен в соответствии с требованиями ГОСТ 5542, его свойства мало отличаются от свойств метана.

Примеси тяжелых углеводородов изменяют свойства природного газа: повышают его плотность; снижают температуру воспламенения (НКПВ), а следовательно, и допустимое объемное содержание газа в воздухе рабочей зоны; при значительном их содержании в газе, они придают ему запах бензина и снижают минимальную энергию зажигания. При большой концентрации природного газа в воздухе из-за уменьшения содержания кислорода, смесь газа с воздухом действует удушающе. С повышением содержания в газе тяжелых углеводородов их вредные свойства становятся заметными при более низких концентрациях газа в воздухе.

2. Метан

Относительная плотность по воздуху 0,55, плотность 0,717 кг/м³. В соответствии с санитарными нормами метан относится к 4-му классу опасности (мало опасные вредные вещества со значением ПДК в перерасчете на С - 300 мг/м³).

Концентрационные границы взрыва в воздухе - 5-15 % (за объемом), температура воспламенения 645°С.

3. Газоконденсат

Газоконденсат в газопроводе нестабилен. Упругость его паров при данной температуре равняется давлению в газопроводе.

При выпуске газоконденсата в емкость с более низким давлением или в случае его утечки из газопровода, прежде всего выделяются пары более легких углеводородов, то есть происходит его частичная стабилизация.

Газоконденсат, выпадающий в газопроводе, повышает гидравлическое сопротивление, а при его сливе или утечке, а также в случае ремонтных работ - повышает пожаро- и газовзрывоопасность.

Попадание газоконденсата на вход компрессора может привести к нарушениям его работы вплоть до полного разрушения.

Попадание газоконденсата в газораспределительные сети может вызвать их закупорку, а попадание конденсата в газовые горелки - пожары и взрывы.

Нестабильный газоконденсат содержит пропан-бутан и даже этан и пентан, определяющие высокую упругость его паров. Стабильные газоконденсаты в основном состоят из тяжелых углеводородов (пентан и выше кипящие - С₅) и 2-3 % более низко кипящих углеводородов (пропан и бутан).

Газоконденсат, отделяемый в сепараторах низкого давления или в продувочных емкостях, не полностью стабилизирован. При дальнейшем хранении и нагревании из него выделяются пары углеводородов, которые резко повышают газовзрывоопасность. При хранении не полностью стабилизированного газоконденсата в обычных резервуарах (для легких нефтепродуктов), дыхательные клапаны, установленные на них, должны быть рассчитаны на выпуск повышенного объема паров (в 2-3 раза больше производительности наполнения резервуаров).

Продолжение приложения №2

к п. 8.4.6. Правил безопасной эксплуатации

Нестабильный и не полностью стабилизированный газоконденсат вследствие выделения из него в воздух паров тяжелых углеводородов, повышает пожаро- и газовзрывоопасность магистральных газопроводов.

Высокая газовзрывоопасность газоконденсата характеризуется низкими значениями НКПВ и паров в воздухе, устойчивостью к рассеиванию тяжелых паров в воздухе и сравнительно большой скоростью распространения пламени в паровоздушных смесях.

Стабильный газоконденсат, отвечающий техническим условиям, можно хранить в обычных резервуарах и транспортировать в железнодорожных и автомобильных цистернах для легких нефтепродуктов. Плотность стабильных газоконденсатов разных месторождений России и Украины составляет 0,70-0,81 г/см³.

По опасности стабильные газоконденсаты подобны легким нефтепродуктам типа бензина-керосина, отличаясь от них более широкими диапазонами температур испарения, воспламенения и других характеристик.

Границы воспламенения и температура воспламенения паров газоконденсата значительно ниже, чем природного газа; они тем ниже, чем больше плотность газоконденсата. Пары тяжелых углеводородов, выделяющиеся при стабилизации, а затем при испарении газоконденсата, значительно тяжелее воздуха. Поэтому в безветренную погоду они стелятся по поверхности земли, скапливаются в низких местах рельефа и медленно рассеиваются, создавая иногда на большой территории сосредоточение взрывоопасных смесей паров и воздуха с очень низким значением НКПВ. НКПВ паров стабильных газоконденсатов как правило равняется 1,1-1,3 % (за объемом).

Вредность паров газоконденсата, сжиженных газов, если они не содержат непредельные углеводы, сравнительно небольшая. По степени влияния на организм человека, они относятся к 4 классу опасности (вещества мало опасные). Их ПДК в воздухе составляет так же, как для метана - 300 мг/м³ (в перерасчете на С). Вследствие высокой плотности по отношению к воздуху, они могут скапливаться в низинах и, снижая содержимое кислорода в воздухе, действовать удушающе.

Газоконденсат может оказывать вредное влияние на кожу человека, вызывая заболевания (сухость кожи, появление трещин, а иногда дерматиты, экземы и т.п.). В особенности опасно его попадание на слизистые оболочки. Газоконденсат, попавший на тело, нужно смывать теплой водой с мылом. Во время утечек нестабильного газоконденсата происходит сильное местное охлаждение самой струи, а также металла и тел, на которые она попадает.

Попадания струи газоконденсата на кожу тела человека может вызвать ее обморожение.

Если газоконденсат содержит также влагу, углекислоту и сернистые соединения, он вызывает повышенную коррозию внутри газопроводов, в особенности в низких местах рельефа трассы.

4. Одоранты

В качестве одорантов на Украине в данное время используются три основных их типа:

- этилмеркаптан (С₂Н₅SН),

- смесь природных меркаптанов (СПМ);

- альдегид кротоновый (2-бутеналь);

В некоторых странах Западной Европы для одоризации газа используют тетрагидротиофен (С₄Н₈S).

Основные физико-технические свойства вышеупомянутых одорантов приведены в таблице1.

Таблица 1. Основные физико-технические свойства одорантов.

Меркаптаны в небольших концентрациях вызывают головную боль и тошноту. В больших концентрациях они действуют на центральную нервную систему, вызывая судороги, паралич и смерть от остановки дыхания.

При легком отравлении одорантом пострадавшему необходимы свежий воздух, покой, крепкий кофе или чай. При сильной тошноте – аминазин (0,025), трифтазин (0,005), а также витамины В6 (10мг), РР (22мг), С (100мг). При потере сознания необходимо немедленное вдыхание увлажненного кислорода (через маску или носовые катетеры), вдыхание нашатырного спирта на ватке. При остановке дыхания – искусственное дыхание способом "рот в рот".

При раздражении слизистых оболочек глаз, полости рта и носа – их необходимо тщательно промыть 2% раствором соды, закапать в нос несколько капель 2% раствора эфедрина или 0,05% нафтизина. При попадании на кожу – тщательно обмыть теплой водой с мылом. В дальнейшем – лечение у врача.

Очень низка ПДК меркаптанов. Например, для этилмеркаптана ПДК в воздухе рабочей зоны равняется 1 мг/м³, в воздухе населенных пунктов – 9х10^-6 мг/м³.

Меркаптаны с окислами металлов и щелочами образовывают меркаптиды, которые под действием воздуха склонны к самовозгоранию (как пирофорные соединения).

Одорант – альдегид кротоновый (2-бутеналь) в соответствии с ТУУ 6-04687873.021-95 характеризуется такими данными:

• ПДК в атмосферном воздухе населенных пунктов – 0,025 мг/м³;

• ПДК в воздухе рабочей зоны – 0,5 мг/м³;

• температура самовозгорания – плюс 232⁰ С;

• концентрационные пределы распространения пламя – 2,1-15.5%;

• нижняя температурная граница вспышки – плюс 10⁰ С;

• температура замерзания – минус 69⁰ С.

Альдегид кротоновый по степени влияния на организм человека относится к высокоопасным веществам (2-й класс опасности) в соответствии с ГОСТ 12.1.005. При концентрации в воздухе рабочей зоны, превышающей ПДК, альдегид кротоновый раздражает дыхательные пути, слизистые оболочки глаз. В случае попадания на кожу – вызывает свербение, ожоги.

Контроль концентрации одоранта в воздухе рабочей зоны должен проводиться одним из методов, которые утверждены МОЗ Украины (фотометрический метод, хроматографический или полярографический метод) в соответствии с ГОСТ 17.2.3.02 и ГОСТ 12.1.005.

В качестве средств пожаротушения, при возникновении центра возгорания, следует использовать: распыленную воду, углекислоту, порошковые огнетушители, пену, воду.

5. Сероводород

Сероводород (Н₂S) - бесцветный газ с запахом тухлых яиц. Плотность - 1,54 кг/м³, по отношению к воздуху - 1,19. Температура воспламенения - 290°С. Хорошо растворяется в воде. В водном растворе является слабой кислотой. Горит синеватым пламенем с образованием воды и сернистого газа (SО₂). Взрывоопасен, концентрационные пределы воспламенения 4,3-45,5% (за объемом). Нередко скапливается в балластной воде и газоконденсате.

Сероводород - сильный нервный яд, который вызывает смерть от остановки дыхания. На дыхательные пути и глаза действует раздражающе. Растворенный в воде в случае попадания на кожу человека вызывает покраснение и экзему.

Ощутимый запах сероводорода в воздухе отмечается при концентрации - 1,4-2,3 мг/м³, значительный запах при 4 мг/м³; при 7-11 мг/м³ - запах тягостный. При более высоких концентрациях - запах не такой сильный, наступает привыкание.

Нахождение человека в атмосфере, содержащей 90÷100 мг/м³ сероводорода на протяжении 4 часов, вызывает головную боль, слезотечение, светобоязнь. При концентрации - 200-280 мг/м³ наблюдается жжение в глазах, раздражения слизистых оболочек глаз и рта, металлический вкус во рту, усталость, головная боль, дурнота.

При концентрации 750 мг/м³наступает опасное отравление в течении 15-20 минут. При концентрации 1000 мг/м³ и выше смерть может наступить почти мгновенно.

Сероводород относится ко 2-му классу опасности. ПДК сероводорода в воздухе рабочей зоны в присутствии углеводородов (С₁ - С₅) – 3 мг/м³, в воздухе населенных мест - 0,008 мг/м³.

6. Сернистый газ

Сернистый газ (S0₂) - конечный продукт горения сероводорода и других веществ, содержащих серу. Он тяжелее воздуха приблизительно в 2,3 раза. При сгорании одной единицы массы сероводорода получается приблизительно 1,88 единицы массы сернистого газа.

ПДК сернистого газа в воздухе рабочей зоны 10 мг/м³ (3 класс - умеренно опасные вредные вещества). В воздухе населенных пунктов ПДК - 0,05 мг/м³, максимальное разовое значение ПДК - 0,5 мг/м³.

Сернистый газ имеет резкий запах и сильно раздражает дыхательные пути, его концентрация 1500 - 4000 мг/м³ является смертельной для человека.

7. Окись углерода

Окись углерода (СО - угарный газ) получается при неполном сгорании различных веществ.

ПДК окиси углерода в воздухе рабочей зоны 20 мг/м³ (4 класс – малоопасные вредные вещества), ПДК в воздухе населенных пунктов - 1 мг/м³ и максимально разовая -3 мг/м³.

Окись углерода отравляюще действует на организм человека. СО активно реагирует с гемоглобином крови, образовывая стойкое соединение карбоксигемоглобин, которое и приводит к отравлению человека.