Метилмеркаптан как одорант природного газа¶

Метилмеркаптан (метантиол, CH₃SH) — органическое серосодержащее соединение из класса тиолов (меркаптанов), представляющее собой бесцветный газ с чрезвычайно резким, неприятным запахом. Именно это вещество чаще всего подразумевается под бытовым и техническим термином «метелегаз» (от нем. Metelegas — «газ с запахом», odoriertes Gas) — то есть природный или сжиженный газ, которому искусственно придан запах для обнаружения утечек. Метилмеркаптан относится к простейшим тиолам, имеет молярную массу около 48,1 г/моль и является одним из самых сильных известных одорантов.

¶Химические и физические свойства

Метилмеркаптан — газ тяжелее воздуха (плотность по воздуху около 1,66), что важно для его накопления в низких местах. Температура кипения составляет примерно −6,2 °C, температура плавления — около −123 °C. Вещество хорошо растворимо в органических растворителях и этаноле, ограниченно — в воде. Химически метилмеркаптан проявляет свойства слабой кислоты: образует соли — меркаптиды (например, метилмеркаптид натрия), легко окисляется до дисульфида диметила (CH₃–S–S–CH₃). Вступает в реакции с тяжёлыми металлами, что лежит в основе его коррозионной активности по отношению к медным и латунным деталям газового оборудования.

Порог восприятия запаха метилмеркаптана человеком крайне низок — порядка 0,002 мг/м³, что делает его эффективным сигнализатором даже при ничтожных концентрациях. При этом высокие концентрации вещества токсичны: оно угнетает центральную нервную систему, а длительное воздействие поражает печень и почки. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны в России установлена на уровне 0,8 мг/м³.

¶Одоризация газа

Природный газ, добываемый из недр, а также сжиженный углеводородный газ (пропан-бутановая смесь) в чистом виде не имеют запаха. Это создаёт опасность: утечка невидимого и неощутимого газа может привести к отравлению, взрыву и пожару. Для своевременного обнаружения утечек газ подвергают одоризации — искусственному приданию запаха путём введения малых доз сильно пахнущих веществ.

Метилмеркаптан — основной одорант, применяемый в газовом хозяйстве России и ряда других стран. Норма одоризации обычно составляет 16 г метилмеркаптана на 1000 м³ природного газа (для сетей низкого давления допускаются иные значения, установленные ГОСТом). Контроль степени одоризации ведётся по интенсивности запаха, оцениваемой специальной комиссией или приборами-одориметрами. Помимо метилмеркаптана, применяется этилмеркаптан, а также смесевые одоранты (например, на основе сульфидов и тиолов), обладающие более стабильными характеристиками.

¶История и технология

Практика одоризации газа получила распространение в первой половине XX века, после массовой газификации городов и промышленности. Первоначально для этих целей использовались различные серосодержащие соединения, однако метилмеркаптан закрепился как наиболее экономичный и эффективный вариант благодаря низкому порогу ощущения запаха.

Технологически одоризация осуществляется двумя способами:

• Капельный — одорант подаётся в газопровод дозированными каплями через специальные одоризаторы (например, капельные или барботажные).
• Насыщением — часть газа пропускается через ёмкость с жидким одорантом, насыщается его парами и возвращается в основной поток.

Расход одоранта пропорционален объёму транспортируемого газа, поэтому на газораспределительных станциях устанавливаются автоматические одоризаторные установки с контролем дозировки.

¶Применение и значение

Помимо одоризации, метилмеркаптан используется как промежуточный продукт в органическом синтезе — в производстве метионина (аминокислоты, применяемой в кормлении животных), диметилсульфоксида, пестицидов и ряда фармацевтических препаратов. В нефтехимии он образуется как побочный продукт при переработке сернистых нефтей и требует улавливания, поскольку является загрязнителем окружающей среды и каталитическим ядом.

Значение метилмеркаптана как одоранта трудно переоценить: именно благодаря ему миллионы пользователей бытового газа способны заметить утечку по характерному «газовому» запаху и принять меры. Ощущение «запаха газа» в быту — это фактически запах метилмеркаптана, а не самого метана.

¶Опасность и меры предосторожности

Метилмеркаптан горюч, его пары образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Он токсичен при вдыхании, вызывает головную боль, тошноту, в тяжёлых случаях — судороги и потерю сознания. При работе с чистым одорантом применяются средства индивидуальной защиты, вентиляция и герметичное оборудование. В бытовых условиях при ощущении запаха газа необходимо перекрыть подачу, проветрить помещение и не пользоваться открытым огнём и электроприборами.

¶Экологические аспекты

Метилмеркаптан — летучее серосодержащее соединение, вносящее вклад в образование кислотных осадков и неприятных запахов вокруг нефтеперерабатывающих и целлюлозно-бумажных производств. Для очистки выбросов применяются методы абсорбции, окисления и биофильтрации. В природе метилмеркаптан образуется при разложении органических веществ, содержится в некоторых продуктах (например, в сыре, чесноке) и в выделениях живых организмов.