faridbensaeed
14th May 2013, 08:33 AM
خصوصیات یک بودارکننده مناسبيک بودار کننده مناسب بايد خصوصيات زير را دارا باشد.
1- آستانه ادراکی پائينی داشته باشد (کمتر از ppb 1).
آستانه ادراکی بودار کننده به معنی مينيمم غلظت بودار کننده در هوا است( vol/vol) در مکانی که يک نفر به آسانی می تواند استشمام کند. در اين رابطه حداقل سطح بو توسط موسسات مختلف تعيين شده است. ولي به هر صورت گاز طبيعي بايد آنقدر بودار شود كه يك شخص با حس بويايي متوسط بتواند موقعي كه مقدار گاز در هوا به 20% پايين ترين نقطه حد اشتعال رسيد به راحتي آن را تشخيص دهد. در جدول 1 آستانه آشکارسازی بو برای انواع بودارکننده های گوگردی با یکدیگر مقایسه شده اند.
مقایسه آستانه آشکارسازی بو برای انواع بودارکننده های گوگردی
گروه
ترکیبات
فرمول شیمیائی
آستانه آشکارسازی(ppm)
مرکاپتان ها
اتیل مرکاپتان(EM)
C2H5SH
آلیل مرکاپتان(AM)
CH2=CHCH2SH
N/A
ایزوپروپیل مرکاپتان(IPM)
(CH3)2CHSH
بوتیل مرکاپتان نوع سوم(TBM)
(CH3)3CSH
سولفیدها
دی متیل سولفید(DMS)
CH3SCH3
اتیل متیل سولفید(EMS)
C2H5SCH3
N/A
آلیل متیل سولفید(AMS)
CH2=CHCH2SCH3
تتراهیدروتیوفن(THT)
C4H8S
دی اتیل سولفید(DES)
C2H5SC2H5
بوتیل متیل سولفید نوع سوم(TBMS)
(CH3)3CSCH3
N/A
2- محصولات احتراق ناشي از ماده بوزا، نبايستي هنگامي كه تنفس مي شوند، سمي و نسبت به موادي كه در معرض آنها قرار مي گيرند خورنده يا مضر باشند.
3- نقطه انجماد مناسبی داشته باشند.
مواد بودارکننده نبایستی در فشار و درجه حرارت موجود در شبکه منجمد شوند.
4- نقطه جوش مناسبی داشته باشند.
مخصوصاً برای گاز هيدروژن اين مورد بسيار ضروری است. نقطه جوش بايد حدي باشد كه ماده بودار کننده بدون ميعان شدن به سهولت داخل لوله تبخير شود و نبايستي آنقدر بالا باشد كه به جوش بيايد و تبخير شود.
5- خوردگی کمی داشته و در برابر اکسید شدن مقاوم باشند.
6- دارای بوئی ویژه باشند.
مواد بوداركننده لازم است داراي بوي ويژه و قابل تشخيصی باشند. كه به آساني با بوهاي ديگری که در خانه‌ها و محيط اطراف وجود دارند آميخته نشوند تا همگان بتوانند با یک حس بویائی متوسط و شرایط فیزیولوژیکی معمولی بو را تشخیص دهند و نیز بوی آن آزار دهنده نبوده و بعنوان بو هشدار دهنده بکار رود.
د‌رگذشته تركيبات گوناگوني با خصوصيات تند، سوزاننده با بوي كلمي، لاستيكي، گوگردي براي تشكيل بوئي با خصوصيت رضايت‌بخش در نظر گرفته مي‌شد. ولي به طور كلي مواد بوداركننده بايد در غلظت مناسب داراي بوي موثری باشند. شدت بوي مواد بودار كننده با غلظت بودارکننده رابطه مستقیم دارد که به صورت زیر بیان می شود:
یا به صورت:
این رابطه به نام قانون Stevens یا قانون توانی نامگذاری شده است. در این رابطه n بین 0.2 تا 0.8 بسته به نوع بودارکننده متغیر است.
قانون توانی در رابطه با شدت بو
7- سميت خيلی کمی داشته باشد.
استنشاق اين مواد به ميزاني كه در گاز تزريق مي‌شود، هيچ گونه اثر سوئي نبايد داشته باشد و تماس با اين مواد در حالت مايع نبايد نسبتاً سمي باشد. به علاوه مواد حاصله از سوختن آنها نيز نبايد سمي باشد. مواد بوداركنندهاي كه در حال حاضر از آن ها استفاده مي‌شود در صورت ريزش در فضاي باز حتي به مقدار زياد سمي نخواهد بود، فقط در محيط‌هاي بسته به غلظت‌هاي سمي مي‌رسد.
8- نفوذپذیری و مقاومت جذبی مناسب در خاک داشته باشد.
جذب اين مواد توسط خاك بايد آنقدر كم باشد كه در صورت نشت‌گاز از لوله زير زمين، گاز خارج شده با اندازه كافي بودار باشد. تجربه نشان مي‌دهد مواد بودار كننده و خاك‌ها واكنش‌هاي متفاوتي را در مقابل هم نشان مي‌دهد. مواد بوداركننده نبايست با گاز يا مواد بكار رفته در سيستم‌هاي گازرساني و يا خاك وارد واكنش شيميايي گردند. مواد تيوفن، دي‌متيل‌سولفيد‌ها پايدارترين مواد از نظر شيميايي شناخته شده‌اند و در بين تركيبات مركاپتاني TBM پايدارترين آنها مي‌باشد. براي بدست آوردن بهترين ميزان نفوذ‌پذيري در خاك بوسيله اين مواد لازم است بوداركنندهاي با مقاومت بالا در برابر جذب شدن توسط خاك انتخاب نمائيم. اين امر مي‌تواند به مقدار نسبتاً زياد و رسيدن به حالت تعادل بدون اينكه به بودار‌كنندگي مفرط منجر شود، سرعت بدهد.
عوامل قدرت جذب توسط خاك عبارتند از: 1- سرعت و حجم گاز 2- خلل و فرج و رطوبت خاك 3- غلظت ماده بودار كننده و زمان ظاهر شدن بو 4- عمق لوله و شرايطي كه لوله را احاطه كرده است.
9- در آب غیرقابل حل بوده و به آسانی هیدرولیز نشود.
مواد بوزا نبايد قابليت حل شدن در آب بيشتر از 5/2 قسمت در 100 قسمت وزني را داشته باشند. حلالیت ماده بودارکننده در آب که معمولا به صورت یک مایع آزاد در سیستم های توزیع یافت می شوند، بایستی مورد توجه قرار گیرد. ولی در کل می توان گفت که تمامی مواد بودارکننده حلالیت بسیار کمی در آب دارند.
10- در گاز طبيعي به حد كافي حل شود.
جدول 3-2- میزان حلالیت مواد بودارکننده و مقدا مورد نیاز جهت حل شدن در گاز متان
ماده بودارکننده
حلالیت (ppm)
غلظت هشداردهنده(ppm)
اتیل مرکاپتان
3785
0.4
ایزوپروپیل مرکاپتان
1746
0.6
نرمال پروپیل مرکاپتان
630
1.5
ایزو بوتیل مرکاپتان
941
1
بوتیل مرکاپتان نوع سوم
68
0.1
تتراهیدروتیوفن
5
0.6
دی متیل سولفید
419
2.9
11- به سهولت پليمريزه نگردد.
12- به طور كامل به شكل گازي بسوزد.
13- به سهولت قابل تهيه و داراي قيمت معمولي باشد.
ماده بودارکننده بایستی ارزان و در دسترس بوده و اضافه کردن آن به گاز هم کم خرج باشد.
14- دارای فشار بخار مناسبی باشد.
در سيستم هاي توزيع گازي كه در آن ها از دستگاه هاي بوداركننده تبخيري استفاده مي شود. پارامتر فشار بخار تركيب بوداركننده يكي از خصوصيات مهم آن است كه بايستي مد نظر قرار گيرد. جهت به حداقل رساندن تغييرات دما كه مي تواند فشار بخار بودار كننده ها را در این نوع از دستگاه ها تغيير دهد، تانك ذخيره بودار كننده ها را اغلب در زير زمين جاي گذاري مي كنند. بودار كننده هايي با بيشترين فشار بخار و كمترين ميزان حد آستانه جزء بودارکننده های خوب هستند. در جدول زیر اطلاعاتی راجع به فشار بخار سه نمونه از مرکاپتان ها آمده است.
فشار بخار مرکاپتان (kPa ) بر حسب دما (K)
ترکیبات
A
B
C
D
R-scuare
متیل مرکاپتان
12-
91.87
0.9997
اتیل مرکاپتان
7.37-
62.89
0.9982
بوتیل مرکاپتان نوع سوم
8.86-
73.21
0.9991
15- نقطه ابری شدن کمی داشته باشد.
TBM و THT بايستي كاملاً خشك باشند تا نقطه ابري شدن كمي داشته باشند.
16- نقطه اشتعال پائینی داشته باشد.
نقطه اشتعال مشخصه اي از آتش زا بودن بودار كننده است كه در حمل و نقل و ذخيره بودار كننده حائز اهميت است. لازم به ذکر است که اغلب بودار كننده ها نقطه اشتعال بالاتر از بنزین و پايين تر از نفت سفید دارند. بنابراين جهت احتياط در حمل و جابجايي آن ها مي توان شبيه بنزین عمل كرد. تعیین نقطه اشتعال مواد بودارکننده توسط روش T.C.C(Tag Closed Cup)،انجام می شود
1- آستانه ادراکی پائينی داشته باشد (کمتر از ppb 1).
آستانه ادراکی بودار کننده به معنی مينيمم غلظت بودار کننده در هوا است( vol/vol) در مکانی که يک نفر به آسانی می تواند استشمام کند. در اين رابطه حداقل سطح بو توسط موسسات مختلف تعيين شده است. ولي به هر صورت گاز طبيعي بايد آنقدر بودار شود كه يك شخص با حس بويايي متوسط بتواند موقعي كه مقدار گاز در هوا به 20% پايين ترين نقطه حد اشتعال رسيد به راحتي آن را تشخيص دهد. در جدول 1 آستانه آشکارسازی بو برای انواع بودارکننده های گوگردی با یکدیگر مقایسه شده اند.
مقایسه آستانه آشکارسازی بو برای انواع بودارکننده های گوگردی
گروه
ترکیبات
فرمول شیمیائی
آستانه آشکارسازی(ppm)
مرکاپتان ها
اتیل مرکاپتان(EM)
C2H5SH
آلیل مرکاپتان(AM)
CH2=CHCH2SH
N/A
ایزوپروپیل مرکاپتان(IPM)
(CH3)2CHSH
بوتیل مرکاپتان نوع سوم(TBM)
(CH3)3CSH
سولفیدها
دی متیل سولفید(DMS)
CH3SCH3
اتیل متیل سولفید(EMS)
C2H5SCH3
N/A
آلیل متیل سولفید(AMS)
CH2=CHCH2SCH3
تتراهیدروتیوفن(THT)
C4H8S
دی اتیل سولفید(DES)
C2H5SC2H5
بوتیل متیل سولفید نوع سوم(TBMS)
(CH3)3CSCH3
N/A
2- محصولات احتراق ناشي از ماده بوزا، نبايستي هنگامي كه تنفس مي شوند، سمي و نسبت به موادي كه در معرض آنها قرار مي گيرند خورنده يا مضر باشند.
3- نقطه انجماد مناسبی داشته باشند.
مواد بودارکننده نبایستی در فشار و درجه حرارت موجود در شبکه منجمد شوند.
4- نقطه جوش مناسبی داشته باشند.
مخصوصاً برای گاز هيدروژن اين مورد بسيار ضروری است. نقطه جوش بايد حدي باشد كه ماده بودار کننده بدون ميعان شدن به سهولت داخل لوله تبخير شود و نبايستي آنقدر بالا باشد كه به جوش بيايد و تبخير شود.
5- خوردگی کمی داشته و در برابر اکسید شدن مقاوم باشند.
6- دارای بوئی ویژه باشند.
مواد بوداركننده لازم است داراي بوي ويژه و قابل تشخيصی باشند. كه به آساني با بوهاي ديگری که در خانه‌ها و محيط اطراف وجود دارند آميخته نشوند تا همگان بتوانند با یک حس بویائی متوسط و شرایط فیزیولوژیکی معمولی بو را تشخیص دهند و نیز بوی آن آزار دهنده نبوده و بعنوان بو هشدار دهنده بکار رود.
د‌رگذشته تركيبات گوناگوني با خصوصيات تند، سوزاننده با بوي كلمي، لاستيكي، گوگردي براي تشكيل بوئي با خصوصيت رضايت‌بخش در نظر گرفته مي‌شد. ولي به طور كلي مواد بوداركننده بايد در غلظت مناسب داراي بوي موثری باشند. شدت بوي مواد بودار كننده با غلظت بودارکننده رابطه مستقیم دارد که به صورت زیر بیان می شود:
یا به صورت:
این رابطه به نام قانون Stevens یا قانون توانی نامگذاری شده است. در این رابطه n بین 0.2 تا 0.8 بسته به نوع بودارکننده متغیر است.
قانون توانی در رابطه با شدت بو
7- سميت خيلی کمی داشته باشد.
استنشاق اين مواد به ميزاني كه در گاز تزريق مي‌شود، هيچ گونه اثر سوئي نبايد داشته باشد و تماس با اين مواد در حالت مايع نبايد نسبتاً سمي باشد. به علاوه مواد حاصله از سوختن آنها نيز نبايد سمي باشد. مواد بوداركنندهاي كه در حال حاضر از آن ها استفاده مي‌شود در صورت ريزش در فضاي باز حتي به مقدار زياد سمي نخواهد بود، فقط در محيط‌هاي بسته به غلظت‌هاي سمي مي‌رسد.
8- نفوذپذیری و مقاومت جذبی مناسب در خاک داشته باشد.
جذب اين مواد توسط خاك بايد آنقدر كم باشد كه در صورت نشت‌گاز از لوله زير زمين، گاز خارج شده با اندازه كافي بودار باشد. تجربه نشان مي‌دهد مواد بودار كننده و خاك‌ها واكنش‌هاي متفاوتي را در مقابل هم نشان مي‌دهد. مواد بوداركننده نبايست با گاز يا مواد بكار رفته در سيستم‌هاي گازرساني و يا خاك وارد واكنش شيميايي گردند. مواد تيوفن، دي‌متيل‌سولفيد‌ها پايدارترين مواد از نظر شيميايي شناخته شده‌اند و در بين تركيبات مركاپتاني TBM پايدارترين آنها مي‌باشد. براي بدست آوردن بهترين ميزان نفوذ‌پذيري در خاك بوسيله اين مواد لازم است بوداركنندهاي با مقاومت بالا در برابر جذب شدن توسط خاك انتخاب نمائيم. اين امر مي‌تواند به مقدار نسبتاً زياد و رسيدن به حالت تعادل بدون اينكه به بودار‌كنندگي مفرط منجر شود، سرعت بدهد.
عوامل قدرت جذب توسط خاك عبارتند از: 1- سرعت و حجم گاز 2- خلل و فرج و رطوبت خاك 3- غلظت ماده بودار كننده و زمان ظاهر شدن بو 4- عمق لوله و شرايطي كه لوله را احاطه كرده است.
9- در آب غیرقابل حل بوده و به آسانی هیدرولیز نشود.
مواد بوزا نبايد قابليت حل شدن در آب بيشتر از 5/2 قسمت در 100 قسمت وزني را داشته باشند. حلالیت ماده بودارکننده در آب که معمولا به صورت یک مایع آزاد در سیستم های توزیع یافت می شوند، بایستی مورد توجه قرار گیرد. ولی در کل می توان گفت که تمامی مواد بودارکننده حلالیت بسیار کمی در آب دارند.
10- در گاز طبيعي به حد كافي حل شود.
جدول 3-2- میزان حلالیت مواد بودارکننده و مقدا مورد نیاز جهت حل شدن در گاز متان
ماده بودارکننده
حلالیت (ppm)
غلظت هشداردهنده(ppm)
اتیل مرکاپتان
3785
0.4
ایزوپروپیل مرکاپتان
1746
0.6
نرمال پروپیل مرکاپتان
630
1.5
ایزو بوتیل مرکاپتان
941
1
بوتیل مرکاپتان نوع سوم
68
0.1
تتراهیدروتیوفن
5
0.6
دی متیل سولفید
419
2.9
11- به سهولت پليمريزه نگردد.
12- به طور كامل به شكل گازي بسوزد.
13- به سهولت قابل تهيه و داراي قيمت معمولي باشد.
ماده بودارکننده بایستی ارزان و در دسترس بوده و اضافه کردن آن به گاز هم کم خرج باشد.
14- دارای فشار بخار مناسبی باشد.
در سيستم هاي توزيع گازي كه در آن ها از دستگاه هاي بوداركننده تبخيري استفاده مي شود. پارامتر فشار بخار تركيب بوداركننده يكي از خصوصيات مهم آن است كه بايستي مد نظر قرار گيرد. جهت به حداقل رساندن تغييرات دما كه مي تواند فشار بخار بودار كننده ها را در این نوع از دستگاه ها تغيير دهد، تانك ذخيره بودار كننده ها را اغلب در زير زمين جاي گذاري مي كنند. بودار كننده هايي با بيشترين فشار بخار و كمترين ميزان حد آستانه جزء بودارکننده های خوب هستند. در جدول زیر اطلاعاتی راجع به فشار بخار سه نمونه از مرکاپتان ها آمده است.
فشار بخار مرکاپتان (kPa ) بر حسب دما (K)
ترکیبات
A
B
C
D
R-scuare
متیل مرکاپتان
12-
91.87
0.9997
اتیل مرکاپتان
7.37-
62.89
0.9982
بوتیل مرکاپتان نوع سوم
8.86-
73.21
0.9991
15- نقطه ابری شدن کمی داشته باشد.
TBM و THT بايستي كاملاً خشك باشند تا نقطه ابري شدن كمي داشته باشند.
16- نقطه اشتعال پائینی داشته باشد.
نقطه اشتعال مشخصه اي از آتش زا بودن بودار كننده است كه در حمل و نقل و ذخيره بودار كننده حائز اهميت است. لازم به ذکر است که اغلب بودار كننده ها نقطه اشتعال بالاتر از بنزین و پايين تر از نفت سفید دارند. بنابراين جهت احتياط در حمل و جابجايي آن ها مي توان شبيه بنزین عمل كرد. تعیین نقطه اشتعال مواد بودارکننده توسط روش T.C.C(Tag Closed Cup)،انجام می شود