液化石油气加臭环节的探讨

液化石油气加臭环节的探讨

李银莉

贵州燃气热力设计有限责任公司

摘要：本篇论文主要通过对加臭现状分析，加臭环节、加臭剂用量、加臭工艺流程及装置的探讨，说明了加臭的重要性及必要性，分析了液化石油气加臭环节的缺失的原因，希望引起相关人士对加臭环节的重视，共同促进燃气安全工作的健康发展。

关键词：加臭；液化石油气；加臭装置；加臭剂量；气味强度等级

前言：根据国家能源发展规划，贯彻国家节能减排政策，随着燃气的广泛应用，大多城市地区已使用天然气，但是在一些中小城镇，液化石油气作为一种化工基本原材料和不可或缺的燃料能源。但每年因为液化石油气泄漏引发的安全事故易发多发，触目惊心。在液化石油气中加入臭剂，对保证供气安全有积极有效的作用。

加臭的必要性

随着经济的快速发展，未被天然气气化的居民用户、公建商业用户以及以液化石油气作为原料或燃料的工业用户规模不容小觑，液化石油气依旧是不可缺少的能源。城镇燃气具有易燃、易爆和有毒的特点，若在相对封闭的用气环境中，一旦发生燃气的泄漏极易造成燃气中毒、甚至爆炸等事故，将会给给人身和公共安全带来威胁。为了防止和减少因燃气泄漏而不能及时发现造成中毒、爆炸等事故的发生，要求城镇燃气必须加臭。

在《燃气工程项目规范》 GB55009-2021中描述，燃气应具有当其泄漏到空气中并在发生危险之前，嗅觉正常的人可以感知的警示性臭味。在规范《液化石油气》 GB11174-2011中描述液化石油气应具有可以察觉的臭味。为确保安全使用液化石油气，当液化石油气无臭味或臭味不足时，宜加入具有明显臭味的含硫化物配制的加臭剂。

加臭现状

相较于天然气行业的加臭环节越来越标准化，人们对液化石油气行业的加臭环节的重视程度相对较弱，大部分人的观点认为液化石油气本身就挺“臭(有刺鼻气味)”，相当于添加了加臭剂，不需要再进行加臭。

液化石油气是在炼油厂内，由天然气或者石油进行加压降温液化所得到的一种无色挥发性液体。由炼厂气得到的液化石油气，主要组分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯（可以是一种或几种烃的混合物），并含有少量戊烷、戊烯和微量硫化物杂质。由天然气（包括油田伴生气）得到的液化气基本上不含烯烃。研究发现，国内的液化石油气的供应来源主要是石油，石油经过国内炼油厂提炼加工产生液化石油气，自身具有一定的臭味。臭味来源主要是一些有臭味的烃类化合物、硫化物等。炼油厂的液化石油气在出厂前的气质分析中就有所体现，故出厂时没有必要再进行加臭处理。

可是现实情况是，近年来，随着分离净化工艺的进步，提炼处理的技术越来越成熟，液化石油气的纯度越来越高了，通过有企业提供的随厂检验报告可以看出数据变化。液化石油气气质比原来干净许多，对应的气味也越来越淡，几乎不可闻。通常情况时经销商认为炼油厂已加臭，而炼油厂以为由经销商自行添加。在长期的液化石油气“自身臭”的固有认知，以及标准和规范的模糊性下，一直没有客观主动的考虑液化石油气的加臭。

根据《2020年全国燃气爆炸事故数据分析报告》 2020年燃气事故新闻548起，相关伤亡情况为：造成84人死亡、670人受伤。其中室内燃气爆炸事故新闻327起，占总数59.67%；死亡人数78人，占总数92.86%；受伤人数657人，占总数98.06%。室内燃气事故仍为造成人员伤亡的主要事故，在明确气源介质的事故新闻中，液化石油气共215起，占比65.95%；液化石油气仍为引发室内事故的主要介质，应引起各方重视。

加臭环节

根据《液化石油气》 GB11174-2011中出厂批次检验项目包含组分、密度、蒸气压、总硫含量、硫化氢和游离水。可看到出厂检验项目中并不包含加臭剂。有些企业提供的随厂检验报告中也可看出，在上游液化石油气出厂时规范并没有要求必须加臭。

在《燃气工程项目规范》 GB55009-2021中描述当供应的燃气不符合该规范中第3.0.7条（燃气应具有当其泄漏到空气中并在发生危险之前，嗅觉正常的人可以感知的警示性臭味）的规定时，应进行加臭。

相较天然气和管道液化石油气在“气源厂、门站等处”并有定量要求，瓶装液化石油气在哪个环节加则没有实质性规范依据的定论。液化石油气可以在炼油厂出厂环节、液化石油气经销商灌装环节进行加臭。

炼油厂出厂增加加臭环节，优点是在源头集中加臭，加臭经济成本低，可避免运输途中液化石油气的泄露；缺点是加臭剂具有腐蚀性，对运输槽车的罐体，管件均有腐蚀。且运输时间至使用时间过长时，加臭效果会减弱，在用户端时可能达不到警示效果。

液化石油气储配供应站增加加臭环节，优点是加臭剂可在充装过程中添加，减少了管道，管件的腐蚀，可监测加臭剂量，达到加臭效果，缺点是储配站分散，加臭点多，建设运行成本及管理成本增加。

加臭剂

1）根据《燃气工程项目规范》 GB55009-2021加入燃气中的加臭剂应符合下列规定：

     1、加臭剂的气味应明显区别于日常环境中的其他气味。加臭剂与燃气混合后应保持特殊的臭味，且燃气泄漏后，其臭味应消失缓慢。

     2、加臭剂及其燃烧产物不应对人体有毒害，且不应对与其接触的材料和设备有腐蚀或损害。

     3、加臭剂溶解于水的程度，其质量分数不应大于2.5％。

2）常见的加臭剂的种类

1、四氢噻吩

2、无硫加臭剂

3、乙硫醇、丁硫醇、三丁基硫醇

4、二甲硫醚、二乙硫醚

四氢噻吩因无毒，化学性质稳定，易于储存，气味留存时间长久，少量浓度下即可嗅到刺激性臭味，且价格适中，是目前国内外普遍使用的加臭剂。

无硫加臭剂是有强烈刺激性气味的无色透明液体，与常规加臭剂相比，更加突出“警示性气味“，不会对天然气管道和设备产生腐蚀，在燃烧时不会对人体和环境产生危害。无硫加臭剂常压下的沸点为80℃，熔点为-80℃，自燃温度为395℃，爆炸极限为1.6%～23.0%，不溶于水，可溶于乙醇、乙醚。无硫加臭剂不含硫，燃烧产物对环境无污染。

加臭剂量

1）根据《燃气工程项目规范》 GB55009-2021加臭剂的最小量应符合下列规定：

     1、无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20％时，应能察觉；

     2、有毒燃气泄漏到空气中，达到对人体允许的有害浓度时，应能察觉；

     3、对于含一氧化碳有毒成分的燃气，空气中一氧化碳含量的体积分数达到0.02％时，应能察觉。

我国燃气行业加臭标准缺少量化指标。

2）在规范中的“应能察觉”的含义。

加臭剂的嗅觉强度是指能引起察觉的味道强弱，气味强度的测量单位，与加臭剂浓度的对数成正比。根据翻译的标准《天然气-燃气气味指南》DS ISO/TS 16922-2009推荐使用的气味强度和相应的感觉气味强度等级表 (见表1)。

表1：气味强度和相应的感觉气味强度等级表

识别下限浓度(气味察觉下限)：在实验条件下具有被一个人或被一群人觉察出来的概率为50％的加臭剂浓度。

报警等级(警示气味等级)：按惯例，取Sales刻度上嗅觉度2级的中等气味。

“应能察觉”的含义是指嗅觉能力一般的正常人，在空气-燃气混合物中加臭剂气味强度达到2级时，应能察觉空气中存在燃气。

3）无毒燃气中的加臭剂的最小用量

考虑经济性和环保要求，燃气中加臭剂的量不宜过多。根据规范要求加臭剂最小用量按下式计算：

式中：Cn——末端最小加臭剂浓度(mg/m³)；

       K——加臭剂在空气中达到警示气味的最小浓度值(mg/m³)；四氢噻吩（THT）取0.08 mg/m³，无硫加臭剂（S-Free）取0.07 mg/m³，硫醇（TBM）取0.03 mg/m^3。

      L1——燃气在空气中的爆炸下限(体积分数)。

上面的计算数据为加臭剂最小用量的理论值，实际加臭量要考虑管道长度、材质、腐蚀情况和燃气成分等因素，还要结合当地燃气的具体情况和采取加臭剂的种类等因素，有条件时可以通过试验确定。

根据国内几个大中城市加臭剂的用量情况推荐液化石油气（C₃和C₄各占一半）时加臭剂四氢噻吩一般为50mg/m³。液化石油气与空气的混合气（液化石油气：空气=1:1；液化石油气成分为C₃和C₄各占一半）时加臭剂四氢噻吩（THT）一般为25mg/m³。实际工作时加臭剂的使用量还应根据供货商提供的K值以及液化石油气的气质成分进行核算。

根据《城镇燃气加臭技术规程》CJJ/T148-2010要求，加臭剂的使用、储存与运输应符合国家现行有关标准的规定。桶装加臭剂应储存在阴凉、干燥且通风良好的房间。加臭剂严禁与易燃物品共同存放。

加臭装置

1）加臭装置应根据工作环境要求布置。加臭装置宜设置在气源厂、门站等处。加臭装置的工作环境温度宜为—30℃～＋50℃，防止加臭剂结晶或蒸发。通风应良好，且不得有强磁场的干扰。尤其近几年极端天气发生频繁，因此，为保证加臭正常运行，设置在室外的加臭装置要采取防晒或保温措施。

2）加臭装置是控制器控制泵机将储药罐里面的加臭剂添加到燃气管道中的整套设备。主要包括控制器、储药罐、泵机和各类阀门。加臭装置一般情况采用全封闭的工作方式，按照燃气流量变化比例进行加臭。加臭剂储药罐的容积应根据供气规模、加臭剂的运输距离、最大允许充装量等参数确定。加臭泵输出加臭剂的压力应高于被加臭的燃气管道最高工作压力，宜为最高工作压力的1.2~1.5倍。

3）加臭装置工作原理

根据燃气流量及预设的加臭参数计算加臭剂量，并结合计量泵单冲程量计算泵的工作频率，驱动计量泵按照输出频率运行。

4）加臭剂的工艺流程：

随着加臭技术的发展，加臭装置越来越集约化，选用整体的加臭撬，加药机从上料至药剂注入燃气管线全过程封闭工作，无任何外漏点，压料时储药罐内的废气通过排空管线直接排出室外。控制系统自动连续加臭，能保持加臭剂浓度均匀稳定，方便操控。

选用加臭剂及加臭装置时需注意以下几点

1、考虑管道、管件的吸附，初次添加臭剂时需适当提高一些浓度。尤其是冬季，宜提高约20%。

2、加臭剂的添加的浓度不宜太大，过量的加臭剂残留在管道内，对管道会产生内腐蚀。且过量的加臭剂燃烧后的废气伴有浓烈的刺激味道，容易造成人员健康伤害，产生心理恐慌，造成不良影响。

3、加臭剂储罐或容器需做好遮阳挡雨措施，不能长时间暴露在阳光下，以免内部压力增高。

3、加臭装置在冬季寒冷天气时，需做保温处理，防止冻堵，造成设备故障。

4、大多数加臭剂易燃、易爆，有强烈的刺激性味道，污染环境，接触到的设备、衣物、长时间不易散去臭味，加臭设备应全密闭工作。

5、为了减少加臭剂放散对环境造成的污染和避免放散时引起的不必要的恐慌，加臭剂一定要通过吸收器后方可放散。

液化石油气加臭环节的缺失的原因

1、从企业角度分析，经销商、液化石油气充装经营人员管理人员主观意识的不重视，管理制度不完整，安全防范措施不到位。企业片面追求经济利益，漠视加臭环节的缺失。

2、相关规范标准的模糊，没有明确要求加臭的环节，剂量以及相关的检验标准。

3、政府监管部门对液化石油气加臭安全的监督管理不到位。

结语

根据以上总结，加臭是安全使用燃气的必要措施，是安全用气的有力保障，通过实施加臭措施从技术上来保证燃气用户与维修管理人员的安全。如果在用户厨房发生燃气泄漏了，臭味可以使用户及时察觉，如果在输配过程中发生燃气泄漏，臭味可以使工作人员引起警觉，能够根据嗅觉，及时发现并处理泄露事故，将泄露产生的安全事故消灭在萌芽状态。液化石油气用户的用气安全不容小觑，加臭环节不容有失。

燃气行业与民生息息相关，安全保障是为了更好的服务于用户，减少燃气安全事故的发生。本文只是通过对燃气加臭环节进行了探讨，尤其是液化石油气的加臭环节存在的问题进行浅谈，难免没有做到细致到位的分析，目的是希望引起相关人士对加臭环节的重视，拾遗补缺，共同推进燃气安全工作的健康有序发展。

参考文献

[1]《城镇燃气加臭技术规程》CJJ/T148-2010

[2]《燃气工程项目规范》 GB55009-2021

[3]《天然气-燃气气味指南》DS ISO/TS 16922-2009

[4]《液化石油气》 GB11174-2011

[5]2020年全国燃气爆炸事故数据分析报告 @燃气爆炸微信公众平台