DE19745851B4 - Odorierung von Acethylen - Google Patents

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Abstract

Odoriertes Acetylen-haltiges Gemisch in einer Druckgasflasche, enthaltend eine oder ein Gemisch von organischen schwefelhaltigen Verbindungen als Odoriermittel, Acetylen und ein organisches Lösemittel, wobei Alkanthiole (Mercaptane) und zyklische organische schwefelhaltige Verbindungen als organische schwefelhaltige Verbindungen eingesetzt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft odoriertes Acetylen, ein Verfahren zur Herstellung von odoriertem Acetylen und die Verwendung von organischen Schwefelverbindungen für die Odorierung von acetylenhaltigen Gasgemischen.
  • In O. Weisser u.a. "Eine einfache Methode zur Herstellung von Odoriermitteln", in Brennstoff-Chemie 44 (1963), 286-288, werden eine Reihe Odoriermittel auf Basis schwefelhaltiger Verbindungen beschrieben.
  • Gase der öffentlichen Gasversorgung wie Erdgase und Flüssiggase werden mit Odorierungsmitteln, bei denen es sich in der Regel um organische Schwefelverbindungen (Thioether und Mercaptane) handelt, versehen, um bei Leckagen die Gase wahrnehmbar zu machen. Solche Odorierungsmittel werden in dem DVGW-Arbeitsblatt G 280, „Gasodorierung", ISSN 0176-3490, beschrieben. Die US 20 32 431 beschreibt die Odorisierung von Gasen zur Leckanzeige mit Mercaptan oder Disulfid.
  • Die DE-PS 1 185 330 beschreibt ein Verfahren zur Odorierung von Gasen. Aus der DE 690 19 378 T2 ist die Odorierung von Sauerstoffgas bekannt.
  • Eine Odorierung von Acetylen ist nicht bekannt.
  • Unverbrannt ausströmendes Acetylen beispielsweise beim Schweißen stellt eine hohe Gefahrenquelle dar, da die untere Zündgrenze von 2,3 Vol.-% Acetylen in Luft in geschlossenen Räumen schnell erreicht wird. Reines Acetylen hat einen schwachen Geruch. Daher ist es wünschenswert, schon geringe Mengen Acetylen in der Umgebungsluft wahrnehmbar zu machen.
    •
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ausströmendes Acetylen durch Geruch wahrnehmbar zu machen.
  • Gelöst wurde die Aufgabe durch Beimischung von organischen schwefelhaltigen Verbindungen zu Gasen oder Flüssigkeiten, die Acetylen enthalten.
  • Acetylen (Ethin) wird z. B. als Brenngas beim Schweißen eingesetzt. Das Brenngas kann neben Acetylen auch Ethylen (Ethen) enthalten. Für den betriebssicheren Transport wird Acetylen in einem Lösemittel wie Aceton oder Dimethylformamid gelöst und in einer porösen Masse in einer Stahlflasche unter Druck aufbewahrt (z. B. 18 bar bei 20° C). Die Eigenschaften, Herstellung und Verwendung von Acetylen wird in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 7, Weinheim 1974, Seite 43 bis 70, beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird.
  • Geeignete organische schwefelhaltige Verbindungen sind Alkanthiole (Mercaptane) und zyklische organische schwefelhaltige Verbindungen wie Thiophen und Tetrahydrothiophen oder deren Gemische. Besonders bevorzugt als organische schwefelhaltige Verbindungen werden tert.-Butylmercaptan (2-Methylpropan-2-thiol; (CH3)3C-SH) und Tetrahydrothiophen.
  • Die Menge organischer schwefelhaltiger Verbindung oder Verbindungen im Gemisch richtet sich nach dem Acetylengehalt im Gemisch. Als Odoriermittel kann eine organische schwefelhaltige Verbindung oder ein Gemisch von organischen schwefelhaltigen Verbindungen eingesetzt werden.
  • Der geeignete Gehalt des Odoriermittels im Gemisch hängt von dem gewünschten Schwellenwert der Wahrnehmbarkeit der Verbindung ab. Beispielsweise liegt der Gehalt von Odoriermittel im Acetylen-haltigen Gemisch im Bereich von 1 ppb (v/v) bis 100 ppm (v/v) bezogen auf das enthaltene Acetylen, d.h. im Bereich von 10-9 bis 10-6 Volumenteile Odoriermittel pro Volumenteil Acetylen. Der Gehalt ist abhängig von der erzielbaren Warngeruchstufe (K-Wert) des Odoriermittels, bei dem eine bestimmte Acetylen-Konzentration in der Luft wahrzunehmen sein soll. Die Berechnung der erforderlichen Konzentration von Odoriermittel in Acetylen kann in Anlehnung an das Regelwerk DVGW-Arbeitsblatt G 280, "Gasodorierung", ISSN 0176-3490, und DVGW-Arbeitsblatt G 281, „Odoriermittel", ISSN 0176-3490, erfolgen.
  • Tetrahydrothiophen (THT) und TBM sind besonders geeignet. Als Warngeruchstufe von THT ist 0,08 mg pro Kubikmeter Acetylengas, von TBM ist 0,03 mg pro Kubikmeter Acetylengas ermittelt worden. Daher läßt sich für den Nachweis einer Acetylenkonzentration von 1 vol. % in der Luft (i.e. 0,25 % der unteren Explosionsgrenze) eine Anwendungskonzentration von 8 mg THT pro Kubikmeter Acetylengas und 3 mg TBM pro Kubikmeter Acetylengas ableiten. So werden bei einer Verdünnung 1:100 die entsprechenden K-Werte der Odoriermittel erreicht, und der Anwender wird bei Austritt von unverbranntem Acetylen eindeutig gewarnt.
  • Die bei der Verbrennung der schwefelhaltigen organischen Verbindungen entstehenden Menge von Schwefeldioxid (SO2) ist gesundheitlich nicht relevant und beträgt im Falle des THT ca. 6 mg SO2 pro Kubikmeter verbrauchten Acetylengases und 2 mg SO2 pro Kubikmeter verbrauchten Acetylengases im Falle des TBM.
  • Es können einerseits odorierte Gasströme durch Zumischung von Odoriermittel zu Acetylen mittels Mischgeräten hergestellt werden. Andererseits können konfektionierte Acetylen-Gasgemische mit Odoriermitteln in Druckgasbehältern abgefüllt werden.
  • Das erfindungsgemäße Gemisch kann beispielsweise durch Vermischung einer Lösung von Odoriermittel in einem Lösemittel mit einer Acetylen-Lösung. Geeignete Lösemittel für Odoriermittel und Acetylen sind beispielsweise Aceton oder Dimethylformamid (DMF). Das Gemisch kann auch in der Gasphase durch Vermischen von Gasströmen mit Odoriermittel und mit reinem gasförmigem Acetylen oder einer Acetylenhaltigen Gasphase erfolgen. Zur Herstellung des Gemisches kann auch eine Lösung von Odoriermittel in den Druckgasbehälter gegeben werden bevor das Acetylen eingebracht wird. Das Odoriermittel kann auch als Lösung oder reiner Stoff in den Druckbehälter mit Acetylen gegeben werden.
    •
  • Beispiel
  • Herstellung von odoriertem Acetylen mit TBM
    • a) 1,6 kg Acetylen werden in einen Druckbehälter (10l-Stahlbombe) gebracht, der eine Lösung von 1 mg TBM (Hersteller: Fluka) in Aceton enthält. Das Gemisch ergibt eine Anwendungskonzentration von 0,75 vpm TBM (3 mg/m3) in Acetylengas bei Normalbedingungen (15 °C, 1 bar).
    • b) 10 kg Acetylen werden in einen Druckbehälter (50l-Stahlbombe) gebracht, der eine Lösung von 2,5 mg TBM (Hersteller: Fluka) in Aceton enthält. Das Gemisch ergibt eine Anwendungskonzentration von 0,75 vpm TBM (3 mg/m3) in Acetylengas bei Normalbedingungen (15 °C, 1 bar).

Claims (5)

  1. Odoriertes Acetylen-haltiges Gemisch in einer Druckgasflasche, enthaltend eine oder ein Gemisch von organischen schwefelhaltigen Verbindungen als Odoriermittel, Acetylen und ein organisches Lösemittel, wobei Alkanthiole (Mercaptane) und zyklische organische schwefelhaltige Verbindungen als organische schwefelhaltige Verbindungen eingesetzt werden.
  2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Tetrahydrothiophen oder 2-Methylpropan-2-thiol als organische schwefelhaltige Verbindungen eingesetzt werden.
  3. Gemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt von Odoriermittel im Acetylen-haltigen Gemisch im Bereich von 1 ppb bis 100 ppm, bezogen auf das enthaltene Acetylen, liegt.
  4. Verfahren zur Herstellung eines odorierten Acetylen-haltigen Gemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lösung von mindestens einem Thiol oder einer zyklischen organischen schwefelhaltigen Verbindung mit einer Lösung von Acetylen vermischt wird.
  5. Verwendung des Gemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 3 beim Schweißen.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2032431A (en) * 1931-08-01 1936-03-03 William W Odell Process of treating and odorizing gas
DE69019378T2 (de) * 1990-05-22 1995-09-14 Aga Ab Odorierung von sauerstoffgas mit einer übelriechenden substanz und dafür geeignete flüssige mischung.

Patent Citations (2)

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Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
O.Weisser u.a. "Eine einfache Methode zur Her- stellung von Odoriermitteln" In: Brennstoff-Chemie 44 (1963), 286-288
O.Weisser u.a. "Eine einfache Methode zur Her- stellung von Odoriermitteln" In: Brennstoff-Chemie44 (1963), 286-288 *
Patents Abstracts of Japan, C-17, 1980, Vol.4, No.93, JP 55-58294 A *
Patents Abstracts of Japan, C-177, 1983, Vol.7, No.167, JP 58-74792 A *
Patents Abstracts of Japan, C-406, 1987, Vol.11, No.63, JP 61-223094 A *

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