Puzze.

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

a cura di Luigi Campanella, ex presidente SCI

Il gas naturale è altamente infiammabile, quindi viene addittivato di composti maleodoranti per identificarne facilmente la presenza.Più comunemente questi composti consistono di una miscela di alchil mercaptani, alchilsolfuri, solfuri ciclici. Questa scelta è dettata dalla convenienza delle proprietà chimiche e fisiche di questi composti:ad esempio si deve trattare di composti molto odorosi, volatili, non ossidanti le condutture.

I composti dello zolfo più usati a tale fine sono i terbutile mercaptani, il tetraidro-tiofene, il solfuro di metil etile e di dimetile, l’iso-propil, l’n-propil ed il secbutil mercaptano. (Nota: il termine mercaptani è oggi più precisamente sostituito dal termine tioli; si tratta di sostanze che potrebbero essere considerate come degli alcoli in cui all’ossigeno è stato sostituito un atomo di zolfo)

metantiolo, il più semplice dei mercaptani, non viene di solito usato come odorante, ma fa capire come sono fatte queste molecole

Terz-butil mercaptano_1

terbutil -mercaptano

tetraidrotiofene

tetraidrotiofene

solfuro di di metile

solfuro di dimetile

Due o più di questi composti vengono aggiunti al gas naturale prima di essere messo a disposizione dell’utente ed a seconda di fattori ambientali ed economici le miscele differiscono per combinazione e per composizione. L’abilità a monitorare queste miscele odoranti in tutte le varie forme è utile ai produttori di gas naturale per certificare la loro presenza a livelli rilevabili attraverso l’odore ed al tempo stesso assicurare la sicurezza del consumatore. Le regole generalmente richiedono che l’odorante sia rilevabile attraverso l’odore quando le concentrazioni di gas naturale raggiungono una frazione del limite inferiore di esplosione (comunemente un quinto, che rappresenta un livello di circa l’1,25% nell’aria). Molti odoranti a base di zolfo hanno una soglia di odore di circa 1ppb (1 parte per miliardo) e quindi sono richiesti ad una concentrazione di sicurezza di circa 100 ppb nel gas. Generalmente il gas naturale commercialmente disponibile contiene odoranti dello zolfo a livello di 0,5-10 ppm (parti per milione). A questi livelli l’eventuale presenza del gas può essere prontamente rilevata dall’odore a concentrazioni ben inferiori del limite di esplosione. E’ anche necessario assicurare che questi odoranti non siano sovradosati per evitare spese inutili ai produttori. Si pensi che aggiunte eccessive di questi composti nel gas naturale possono costare milioni di euro o di dollari, oltre al costo connesso a falsi allarmi positivi. C’è anche, nel caso di sovradosaggio, il pericolo di corrosione delle tubature. Attualmente gli odoranti nel gas naturale vengono monitorati con vari sensori come i rivelatori olfattivi (ASTM D6273-08) e i test con cartine all’acetato di Pb.
La gascromatografia si è dimostrata molto utile con rivelatori fotometrici a fiamma, o a chemiluminescenza o a spettrometria di massa. Ora sempre dalla cromatografia proviene una proposta innovativa con la gascromatografia bidimensionale che impiega il potere separatore di 2 colonne con differente selettività. Tutti gli analiti vengono separati da entrambe le colonne ed il processo è facilitato da una rapida re-immssione da un modulatore. I rivelatori più impiegati sono gli stessi della cromatografia classica prima citati. La tecnica si presta benissimo a separare gli odoranti dalla matrice idrocarburica in cui sono dispersi, oltre ovviamente ad individuare i componenti della miscela odorante presenti nel campione analizzato. I limiti di rivelabilità di questo metodo sono 0,1 ppm (v/v) (0.1 parti per milione in volume) e la linearità della risposta è assicurata fra 0,1 e 35 ppm (v/v) con una riproducibilità di circa il 4%.
Riferimenti

isopropil mercaptano

M.J. Asher in Odour Fade pag 1-12 (1999) Ed. AktoChem North America

D. Tenkrat, T. Hlincik, O. Prokes in Natural Gas pag 87-103 (2010) Ed. P. Potocnik

http://www.darapri.it/immagini/nuove_mie/esercitazioni/sostanzesolforate1.htm

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