На любых промышленных объектах и в быту очень важно следить за газовым оборудованием. Утечка газа может вызвать отравление человека, а также образовывать взрывоопасную смесь. Природный газ и сжиженные углеводородные газы не имеют запаха, поэтому их утечка может быть обнаружена только специальными датчиками. Для выявления наличия газа в воздухе в товарный газ добавляют специальные вещества — одоранты, имеющие резко выраженный запах. Это позволяет оперативно выявить утечку без специальных технических средств. До недавнего времени в России широко использовались серосодержащие одоранты: СПМ (смесь природных меркаптанов) с Оренбургского газоперерабатывающего завода и некоторые зарубежные аналоги. Однако в связи с уходом иностранных поставщиков одорантов на рынке возник дефицит этого обязательного компонента товарных газов, поэтому становится актуальной тема его импортозамещения и расширения линейки. Ученые Пермского Политеха предложили использовать в качестве одоранта на газоперерабатывающем производстве метилакрилат.
Статья с результатами опубликована в журнале «Neftegaz.RU», №5, 2023. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Во многих странах, до недавнего времени, в качестве одорантов широко использовались вещества, получаемые в результате химического соединения на основе серы. Сегодня же в европейских странах распространяется применение бессернистых соединений, имеющих большие преимущества в использовании, такие как экологичность, высокая интенсивность, и стойкость запаха, а также стабильность. Одним из таких соединений, которые могут исполнять роль одоранта, является метилакрилат.
Добавляемые в углеводородные газы одоранты должны иметь резкий специфический запах даже в малых концентрациях, проявлять химическую устойчивость в парообразном состоянии, быть полностью растворимыми в жидких углеводородах, обладать минимальной токсичностью в рабочих концентрациях и не оказывать существенного коррозионного воздействия.
Чтобы проверить наличие данных свойств у метилакрилата и оценить его применимость в качестве одоранта для пропан-бутановой смеси (сжиженные углеводородные газы) ученые провели исследования. На первоначальном этапе изучили само вещество на стабильность, коррозию на медной пластине и воздействие на резинотехнические изделия.
Далее политехники приготовили смеси пропана и бутанов с метилакрилатом при его различных концентрациях. Смеси также испытали по таким показателям как интенсивность запаха, объемная доля жидкого остатка, коррозия на медной пластине и оценка воздействия на резинотехнические изделия.
— Одним из основных показателей применимости одоранта является достаточная интенсивность его запаха при малых концентрациях. Мы выяснили, что оптимальная одорирующая способность достигается при содержании 131 мг/кг метилакрилата в газовой смеси. При меньших значениях интенсивность значительно ниже нормы, а при более высоких содержаниях метилакрилата в газовой смеси интенсивность запаха увеличивается незначительно, — поделилась кандидат технических наук, доцент кафедры «Химические технологии» ПНИПУ Анна Чучалина.
Кроме того, ученые отмечают, что полученный одорант отличается характерным запахом чеснока, что нужно принять во внимание при его бытовом применении, так как такой запах обычно не ассоциируется с газом.Другие показатели при содержании 131 мг/кг метилакрилата в пропан-бутановой смеси также соответствуют норме. Однако стоит заметить, что присутствие воды в одорирующем веществе усиливает появление коррозии на газовом оборудовании.
Таким образом, проведя все необходимые исследования, ученые Пермского Политеха выяснили, что метилакрилат может быть использован в качестве одоранта для предотвращения утечки газов в промышленности и в бытовых условиях.
Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60% — региональные университеты.