DE69019378T2

DE69019378T2 - Odorierung von sauerstoffgas mit einer übelriechenden substanz und dafür geeignete flüssige mischung.

Info

Publication number: DE69019378T2
Application number: DE69019378T
Authority: DE
Inventors: Erik S-762 00 Rimbo Smars; Timo Sf-02400 Ryrkslaett Suominen
Original assignee: AGA AB
Current assignee: AGA AB
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2010-05-23
Also published as: LTIP183A; NO177456C; AU650849B2; DK0533670T3; DE69019378D1; LV10212A; RU2041920C1; EP0533670A1; LT3095B; NO177456B; AU6030590A; BR9008026A; JPH05507022A; NO924460L; ES2072441T3; NO924460D0; EP0533670B1; LV10212B; WO1991017817A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hinzufügen eines übelriechenden Stoffes zu einem Sauerstoffgas, das einer Verbrauchsstelle zugeführt wird, so daß sich in der Umgebung des Zuführungssystems aufhaltende Personen gewarnt werden, daß die Umgebungsatmosphäre eine höhere Gaskonzentration als die höchstzulässige Konzentration enthält, wodurch die Gefahr eines Feuers oder einer Explosion besteht. Sauerstoff kann extrem umfangreiche Feuer- und Explosionsschäden verursachen, wenn es in die Umgebung des Zuführungssystems und/oder der Verbrauchsstelle austritt und dadurch die Umgebungsluft oder Atmosphäre anreichert.
DE-B-1 185 330 offenbart ein Verfahren zur Odorierung von Gasen (nur Kohlenwasserstoffgase sind explizit erwähnt) mit einer flüssigen Stammischung. Die flüssige Stammischung besteht aus einem übelriechenden Stoff, der in einem flüssigen Kohlenwasserstoff, in erster Linie Propan und Butan sowie Mischungen daraus, aufgelöst ist. Kohlendioxid ist nicht als eine Flüssigkeit zum Lösen des übelriechenden Stoffes erwähnt.
Die Stammischung wird in das zu odorierende Gas eingespritzt. Nach der Einspritzung verdampft die flüssige Stammischung in dem zu odorierenden Kohlenwasserstoffgas.
Gwf 11 (1970), Heft 3, Seite 159-166 offenbart etliche Verfahren zum Einführen eines übelriechenden Stoffes in einen gasförmigen Kohlenwasserstoffstrom. Eine große Anzahl von übelriechenden Stoffen wird offenbart.
Ein Verfahren besteht darin, einen Docht zu verwenden, um einen flüssigen übelriechenden Stoff in einen Gasstrom zu saugen. Ein anderes Verfahren besteht darin, einen Teil des zu odorierenden Gases über eine grobe Oberfläche des übelriechenden Stoffes strömen zu lassen und diesen odorierten Anteil mit dem Rest des Kohlenwasserstoffgases zusammenzuführen. Ein drittes Verfahren besteht darin, den reinen oder verdünnten flüssigen übelriechenden Stoff in einen Strom von Kohlenwasserstoffgas einzuspritzen (siehe Fig. 4).
WO90/06170, die eine Priorität vom 30. November 1988 beansprucht und am 14. Juni 1990 offengelegt worden ist, offenbart den Gegenstand der beanspruchten Erfindung. Dieses Dokument ist allerdings nach dem Anmeldungsdatum der vorliegenden Anmeldung offengelegt worden und gehört nicht zum Stand der Technik gemäß Art. 54 (3) EPÜ, da die Bedingungen des Art. 158 (2), zweiter Satz, nicht erfüllt sind.
FI-B-78 172 beschreibt ein verbessertes Verfahren zum Hinzufügen eines übelriechenden Stoffes zu Sauerstoffgas, so daß, wenn die Luft mit Sauerstoff angereichert wird, Personen in der näheren Umgebung gewarnt werden, daß eine drohende Explosionsgefahr besteht. Diese Methode macht es nicht mehr erforderlich, daß toxische, übelriechende Stoffe vom Verbraucher gehandhabt werden, wodurch diejenige Explosionsgefahr vermieden wird, die durch das Hinzufügen solcher übelriechenden Stoffe geschaffen wird. In einem für diesen Zweck vorgesehenen Raum oder einer Kammer wird ein sogenanntes Stammgas, eine gasförmige Mischung eines übelriechenden Stoffes und eines Trägergases, in diesem Fall Sauerstoff, durch Hinzufügen eines übelriechenden Stoffes in einer Konzentration von 1.000 bis 10.000 ppm zu dem Sauerstoffgas erzeugt. In einem separaten Raum oder einer separaten Kammer, der bzw. die von dem vorgenannten Raum getrennt ist, wird das Stammgas mit dem dem Verbraucher zugeführten Sauerstoffgas in einer solchen Menge vermischt, daß der übelriechende Stoff in dem Verbrauchsgas eine Konzentration von 5 - 50 ppm aufweist.
Wenn allerdings das Stammgas ausschließlich Sauerstoff und den übelriechenden Stoff, bspw. Dimethylsulfid (DMS), enthält, können beim Füllen des Stammgasbehälters Probleme auftreten. Es ist beispielsweise unvermeidlich, daß während eines Teils des Füllvorgangs ein Konzentrationsbereich vorliegt, in dem die Mischung zumindest in einem Teil des Behälters entzündlich ist. Es besteht somit die Gefahr einer Entzündung und Explosion.
Ein Verfahren zum Vermeiden dieser Gefahr ist in FI-B-78 173 beschrieben. Diese Anmeldung lehrt ein Verfahren zum Herstellen eines Stammgases, das aus Sauerstoff und einem übelriechenden Stoff, in diesem Fall Dimethylsulfid, besteht. Entsprechend diesem beschriebenen Verfahren wird der Stammgasbehälter zuerst mit einer Mischung von Dimethylsulfid und Stickstoff oder Heliumgas gefüllt. Das Dimethylsulfid liegt in einer Konzentration von 0,5 bis 2,5 Mol.% vor. Es wird dann Sauerstoffgas eingeführt, bis der gewünschte Arbeitsdruck, bspw. 200 bar, in dem Behälter erreicht wird.
Ein Nachteil des nach diesem beschriebenen Verfahren hergestellten Stammgases besteht allerdings darin, daß während des Transports und der Lagerung des Stammgases dieses nicht Temperaturen ausgesetzt werden darf, die so niedrig sind, daß der übelriechende Stoff kondensiert. Wenn bspw. das Stammgas aus 0,2 Mol.% Dimethylsulfid, 9,8 Mol.% Helium oder Stickstoff und 90 Mol.% Sauerstoff besteht und einen Druck von 200 bar aufweist, kondensiert Dimethylsulfid, sobald die Temperatur unter 13ºC fällt. Wenn anschließend der Gasbehälter auf eine Temperatur oberhalb 13ºC aufgeheizt wird, vergeht sehr viel Zeit, bevor das kondensierte Dimethylsulfid wieder in den gasförmigen Zustand gebracht worden ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Stammgases zur Mischung mit Sauerstoff zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile vermeidet.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein übelriechender Stoff in Form einer organischen Schwefelverbindung oder einer Mischung aus zwei oder mehr organischen Schwefelverbindungen, die aus der Gruppe von Tetrahydrothiophen, Methylmercaptan, Ethylmercaptan, Propylmercaptan, Butylmercaptan, Dimethylsulfid, Diethylsulfid und Methylethylsulfid ausgewählt werden, in einem Druckgefäß in kondensiertem Kohlendioxid aufgelöst wird, wodurch in dem Druckgefäß eine flüssige Phase, die aus einer Lösung des übelriechenden Stoffes in dem kondensierten Gas besteht, und einer Gasphase erhalten wird, wobei der übelriechende Stoff eine Konzentration von 0,5 - 10 Mol.% in der Lösung aufweist; das Verfahren ist weiter gekennzeichnet durch Entfernen nur der flüssigen Phase aus dem Gefäß, vollständiges Verdampfen dieser flüssigen Phase und Hinzufügen der erhaltenen Dampfphase zu dem Sauerstoffgas, das dem Verbraucher zugeführt wird. Vorzugsweise wird das Stammgas dem Sauerstoff in einer solchen Menge hinzugefügt, daß die Konzentration des übelriechenden Stoffes in dem Sauerstoffgas 1 - 20 ppm beträgt.
Die Erfindung betrifft gleichfalls eine flüssige Stammischung, die aus flüssigen Kohlendioxid besteht, das einen aufgelösten übelriechenden Stoff der vorgenannten Art enthält.
Der übelriechende Stoff, der eine übelriechende organische Verbindung oder eine Mischung aus zwei oder mehr solcher Verbindungen ist, wird in das Trägergas, d.h. in das kondensierte Kohlendioxid, in einer Menge von 0,5 - 10 Mol.% bezogen auf die Gesamtgasmenge eingeführt. Die vorgenannten übelriechenden Substanzen Methylmercaptan, Ethylmercaptan, Propylmercaptan, Butylmercaptan, Tetrahydrothiophen, Dimethylsulfid, Diethylsulfid und Methylethylsulfid sind in dem kondensierten Gas in ausreichenden Mengen löslich, um das Verfahren in der Praxis anwendbar zu machen. Der Druck in der resultierenden Gasphase ist veränderlich, wenn die Gasmischung bei verschiedenen Temperaturen gelagert wird. Der Gehalt an übelriechendem Stoff in dem kondensierten Gas wird bei Temperaturen innerhalb des Bereichs von -40ºC bis +50ºC nur in vernachlässigbarem Umfang beeinflußt.
Das Hinzumischen des Stammgases, d.h. des mit dem übelriechenden Stoff verdünnten Trägergases, zu dem Sauerstoffgas wird dadurch ausgeführt, daß zuerst die flüssige Stammischung aus Trägergas und übelriechendem Stoff aus dem Druckgefäß, in dem die Mischung gelagert ist, entfernt wird, anschließend wird die flüssige Phase vollständig verdampft und die dadurch erhaltene Gasmischung in das Sauerstoffgas in solchen Mengen eingeführt, daß die Konzentration des übelriechenden Stoffes in dem Sauerstoffgas vorzugsweise im Bereich von 1 - 50 ppm (0.0001 - 0,0050 Mol.%), weiter vorzugsweise im Bereich von 1 - 20 ppm liegt.
Wenn das Stammgas, d.h. die Gasmischung aus dem übelriechenden Stoff und Kohlendioxid, vermischt werden soll mit dem Sauerstoffgas, das durch ein Rohrleitungsnetz oder ein zentrales Gasversorgungs System verschiedenen Verbrauchs stationen zugeführt wird, wird ein Gasmischer von mehr oder weniger herkömmlicher Art mit dem System an einer Stelle stromauf von dem Einlaß zu dem Rohrleitungsnetz verbunden. In diesem Mischer werden das Sauerstoffgas und das Stammgas in gewünschten Anteilen gemischt. Der Gasmischer umfaßt ein Steuersystem, durch das das Verhältnis zwischen dem Flug des Stammgases und dem Flug des Verbrauchsgases ständig auf einem konstanten Niveau gehalten werden kann. Wenn bspw. das Stammgas 2 Mol.% übelriechenden Stoff enthält, und das Sauerstoffgas 4 ppm übelriechenden Stoff enthalten soll, ist das vorgenannte Verhältnis 1:5000.
Wenn das Sauerstoffgas in einem Hochdruckbehälter zu dem Verbraucher gebracht wird, wird die verdampfte Mischung, das Stammgas, zunächst in den Behälter in einer Menge eingeführt, daß das gewünschte Verhältnis von übelriechendem Stoff erhalten wird, wenn anschließend das Sauerstoffgas in den Behälter bis zu dem gewünschten Behälterdruck eingefüllt wird.
Das Sauerstoffgas mit dem entsprechend der Erfindung hinzugefügten übelriechenden Stoff enthält daher eine gegebene Menge von Trägergas, d.h. Kohlendioxid, zusätzlich zu dem übelriechenden Stoff. Wenn der Trägergasgehalt des Stammgases bspw. 95 Mol.% beträgt, d.h. das Stammgas enthält 5 Mol.% übelriechenden Stoff, und wenn eine Mischung von einem Teil des Stammgases auf 5000 Teile Sauerstoffgas hergestellt worden ist, beträgt der Gehalt des übelriechenden Stoffes 10 ppm und der Anteil des Trägergases, also Kohlendioxid, beträgt 0,02 Mol.%. Dieser Trägergasgehalt hat keinen merkbaren negativen Einfluß beim Gebrauch des einen übelriechenden Stoff enthaltenden Sauerstoffs für verschiedene industrielle Flammverfahren, wie Schweiß-, Schneide- und Heizarbeiten. Die Reinheit des industriell hergestellten Sauerstoffs liegt heute häufig einige Zehntelprozent über dem Reinheitsgrad, der bspw. für Gasschneidearbeiten erforderlich ist.

Claims

1. Verfahren zum Hinzufügen eines übelriechenden Stoffes zu einer Verbrauchsstelle zugeführtem Sauerstoffgas, um Personen in der Umgebung zu warnen, daß aufgrund der Gegenwart von überschüssigem Sauerstoffgas in der Umgebungsatmosphäre als Folge einer Undichtigkeit, Nachlässigkeit oder aus einem anderen Grund eine Feuer- oder Explosionsgefahr besteht, wobei dieses Verfahren den Schritt des Mischens eines Stammgases, d.h. eines mit einem übelriechenden Stoff verdünnten Trägergases, mit dem Sauerstoffgas, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren das Zubereiten einer flüssigen Stammischung durch Auflösen des übelriechenden Stoffes in Form einer organischen Schwefelverbindung oder einer Mischung von zwei oder mehreren organischen Schwefelverbindungen, die aus der Gruppe Tetrahydrothiophen, Methylmercaptan, Ethylmercaptan, Propylmercaptan, Butylmercaptan, Dimethylsulfid, Diethylsulfid, Methylethylsulfid ausgewählt worden sind, in kondensiertem Kohlendioxid in einem Druckgefäß in einer Konzentration von 0,5 - 10 Mol.%, umfaßt, wobei aus dem Gefäß, das sowohl gasförmige als auch flüssige Phase enthält, nur Flüssigkeit ausströmen gelassen wird, diese Flüssigkeit vollständig verdampft wird und anschließend diese verdampfte Stammgasmischung dem Sauerstoff hinzugefügt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hinzufügen des Stammgases zu dem Sauerstoff in einer solchen Menge, daß die Konzentration des übelriechenden Stoffes in dem Sauerstoff 1 - 20 ppm beträgt.

3. Flüssige Stammischung, die aus einem übelriechenden Stoff in Form einer organischen Schwefelverbindung oder einer Mischung von zwei oder mehr organischen Schwefelverbindungen, die aus der Gruppe Tetrahydrothiophen, Methylmercaptan, Ethylmercaptan, Propylmercaptan, Butylmercaptan, Dimethylsulfid, Diethylsulfid und Methylethylsulfid ausgewählt worden sind, besteht, der in kondensiertem Kohlendioxid in einer Konzentration von 0,5 - 10 Mol.% aufgelöst ist.