Aardgasgids
Voor zowel privé- als commercieel gebruik maken we gebruik van de grondstoffen die onze planeet ons levert. Een typisch voorbeeld van zulke grondstoffen is aardgas, dat onlangs een belangrijk aandachtspunt in de media is geworden, omdat het een essentieel onderdeel van onze energievoorziening blijft.
Maar wat is aardgas eigenlijk? Wat zijn de waardevolle, maar mogelijk ook twijfelachtige eigenschappen van aardgas? En hoe kan deze stof worden gewonnen? Zijn er specifieke voorschriften voor het veilig opsporen, vervoeren en gebruiken van de stof? Wij van Compur Monitors hebben deze gedetailleerde gids samengesteld voor geïnteresseerde partijen. Als je nog vragen hebt, geven we je natuurlijk graag deskundig en specifiek advies.
Historische feiten over aardgas
Goed om te weten: Hoewel veel mensen denken dat de vorming van aardgas een constant proces is, zijn de vormingsprocessen rond de aardgasvoorraden op onze planeet al voltooid. Het aardgas dat we nu gebruiken is miljoenen jaren geleden gevormd. Volgens schattingen is het tussen de 15 miljoen en 600 miljoen jaar geleden gevormd. Vandaag verbruiken we dus oude grondstoffen waarvan de voorraden beperkt zijn.
Hoewel aardgas miljoenen jaren oud is, is de periode waarin het commercieel door mensen is gebruikt relatief kort. De eerste putten voor de winning van aardgas zouden in de derde eeuw voor Christus zijn geboord. Chinese arbeiders waren van plan om aardgas te gebruiken als energiebron, bijvoorbeeld om zoutpannen te stoken. De start van de commerciële aardgaswinning door Amerika, van oudsher een gevestigd gasproducerend land, was in de 19e eeuw. De eerste aardgasbedrijven en pijpleidingen werden opgericht.
Duitsland begon pas in het begin van de jaren 1960 aardgas als fossiele brandstof te gebruiken.
Fysische en chemische eigenschappen van aardgas
Aardgas: een waardevol mengsel onder het aardoppervlak
Als je aardgas nader bekijkt, zegt de naam al genoeg. De twee componenten van de term aardgas geven namelijk al aan wat voor soort stof het is. Enerzijds is aardgas een stof die onder het aardoppervlak voorkomt. Dit kan zowel de bodem van het vasteland als de zeebodem zijn. Aardgas en ruwe olie hebben dit type afzetting gemeen. Dat is niet verwonderlijk, want de vorming van aardgas en ruwe olie is eigenlijk gebaseerd op zeer vergelijkbare processen.
De tweede component van de term aardgas, namelijk gas, beschrijft al de fysieke toestand van deze waardevolle stof: aardgas is in gasvormige toestand. Wie echter denkt dat het aardgas dat onder de grond gevonden wordt één homogene substantie is, vergist zich. In feite is aardgas een mengsel van gassen, zoals het volgende hoofdstuk van onze aardgasgids beschrijft.
Het mengsel van aardgas
Classificatie van aardgas:
Aardgas wordt geclassificeerd als aardgas. Het is een vertegenwoordiger van koolwaterstoffen en daarom een organisch gas. Dit gas is kleurloos en reukloos.
Chemische eigenschappen van aardgas:
Aardgas komt altijd voor als een mengsel waarvan de eigenschappen sterk kunnen variëren. De respectieve samenstelling van een aardgasafzetting hangt met name af van de plaats waar het is gevonden en welke vormingsprocessen daar in de prehistorie daadwerkelijk hebben plaatsgevonden.
Alle aardgasafzettingen hebben echter één ding gemeen: het hoofdbestanddeel van de chemische samenstelling is hetzelfde, namelijk methaan. Dit lid van de alkaangroep van stoffen maakt meestal tussen 70 en 99 procent van het respectieve aardgasmengsel uit. Methaan bepaalt dus in het bijzonder de eigenschappen van het aardgas.
Aardgas bevat echter ook andere componenten. Verschillende verhoudingen van butaan, ethaan en etheen, pentanen en propaan kenmerken de specifieke eigenschappen van dit mengsel, dat altijd een hoog koolwaterstofgehalte heeft.
Aardgas bevat ook andere begeleidende stoffen. Waterstofsulfide is een typisch bestanddeel van aardgas. Organische zwavelverbindingen (mercaptanen) zijn ook typisch. Hoe sterker het aardgas ruikt, hoe hoger het gehalte aan deze zwavelhoudende stoffen. De aanwezige zwavel wordt verwijderd door ontzwaveling, bijvoorbeeld in een Claus-installatie. Stikstof en kooldioxide zijn ook typische bestanddelen van aardgas.
Zelfs edelgassen zijn bestanddelen van ruw gas, d.w.z. aardgas dat rechtstreeks uit de aarde wordt gewonnen. Vooral helium is een belangrijke vertegenwoordiger van dergelijke edelgassen. Deze edelgassen staan ook bekend als inerte gassen. In het algemeen geldt dat hoe hoger het aandeel isoleerbare edelgassen zoals helium, hoe hoger de kwaliteit van het betreffende aardgasmengsel.
Fysisch-chemische eigenschappen van aardgas:
Kenmerkende eigenschappen van aardgas zijn een kookpunt tussen -195 en -155 °C, een dichtheid tussen 0,7 en 1,0 kg/m³ en een ontbrandingstemperatuur tussen 575 en 640 °C. De LEL is 4,4%. De LEL is 4,4%. De oplosbaarheid van aardgas in water is laag. Gebruikers moeten speciale aandacht besteden aan de hoge ontvlambaarheid van aardgas. Contact tussen aardgas en chloor en chloordioxide, stikstofoxiden en stikstoftrifluoride, difluordioxide en difluoroxide, evenals vloeibare zuurstof, kan leiden tot gevaarlijke reacties. Dit geldt ook voor contact tussen aardgas en oxiderende stoffen, zoals broompentafluoride, chloortrifluoride en jodiumheptafluoride.
Soorten aardgas
Droog en nat aardgas: leer het verschil
Omdat aardgas een gasvormig mengsel is, kan het in eerste instantie als een verrassing komen dat er een onderscheid wordt gemaakt tussen droog en nat aardgas. Deskundigen maken dit onderscheid echter omdat aardgas, als natuurlijk mengsel, zeer verschillende samenstellingen kan hebben.
Nat aardgas heeft een bijzonder hoog gehalte aan koolwaterstoffen, zoals ethaan of propaan. Deze kunnen onder druk gemakkelijk worden omgezet van gasvormig naar vloeibaar. Daarom worden dergelijke mengsels nat aardgas genoemd. Ook als aardgas een hoog percentage waterdamp bevat, wordt het nat aardgas genoemd.
Droog aardgas bevat veel minder vloeibaar te maken elementen zoals waterdamp en hogere alkanen.
Onderwijs: Hoe aardgas wordt geproduceerd
Aardgas wordt ondergronds geproduceerd. De belangrijkste basisvoorwaarden voor de vorming ervan bevinden zich in deze ingesloten ruimte onder de grond. Enerzijds is de druk van zware rotsen en aarde en anderzijds de isolatie van lucht de basis voor de vorming ervan. Deze processen vinden plaats bij hoge temperaturen ver onder de grond en worden ondersteund door micro-organismen. De vorming van ruwe olie verloopt volgens vergelijkbare mechanismen.
Deposito’s van aardgas
Onze hele planeet heeft gasreserves – ongeacht het continent. Berekeningen tonen echter aan dat onze aardgasreserves binnenkort uitgeput kunnen zijn. Relevante schattingen voorspellen een paar decennia. Alternatieve energiebronnen zijn dan ook allesbepalend.
De hoogste productievolumes hebben: Verenigde Staten van Amerika, Rusland, Iran, Volksrepubliek China, Qatar en Canada. Ondergrondse opslagfaciliteiten zijn een effectieve manier om verwerkt aardgas op te slaan om belastingsschommelingen en pieken in de vraag te compenseren.
Verschillende processen zijn belangrijk bij de productie van veilig en milieuvriendelijk aardgas. Het hoge zwavelgehalte van aardgas en de in het gas aanwezige koolstofoxide moeten worden afgescheiden door gaswassing en ontzwaveling. Sommige van deze stoffen hebben giftige eigenschappen voor het milieu. Drogen is met name relevant om veilig en efficiënt universeel bruikbaar gas te produceren. We maken onderscheid tussen het drogen van aardgas door water te verwijderen, het drogen van aardgas als absorptiedroging met behulp van glycol, dat ook water verwijdert, en het drogen van aardgas met behulp van moleculaire zeven.
Het belangrijkste doel van gaszuiverings- en droogmethoden is om aardgas te produceren dat een constante hoge calorische waarde heeft en waardevolle pijpleidingfittingen of andere apparatuur niet beschadigt door harde deeltjes of condensatie.
Winning en productie van aardgas
In principe maken we onderscheid tussen twee vormen van aardgaswinning. Omdat aardgas en ruwe olie vaak samen voorkomen, kunnen ze ook samen worden gewonnen. Het aardgas wordt dan beschouwd als een welkom bijproduct van de feitelijke winning van ruwe olie uit de aarde. Of natuurlijk aardgasvelden waaruit alleen het waardevolle gasmengsel wordt gewonnen. Nadat de gasvormige grondstof is gewonnen, moet deze worden behandeld.
Een van de doelen is om eenvoudigere en ook goedkopere vormen van transport mogelijk te maken door de aggregatietoestand van aardgas te veranderen. Hiervoor worden verschillende methoden gebruikt.
Containers onder druk comprimeren het aardgas bijvoorbeeld. Zulk aardgas wordt dan CNG genoemd, samengeperst aardgas. Het vloeibaar maken van aardgas dient ook om het volume te verminderen. Dit vloeibaar maken wordt bereikt door compressie of door koeling. Specialisten noemen het gas dan LNG, oftewel vloeibaar aardgas. Met behulp van speciale processen kan aardgas worden omgezet in vloeibare koolwaterstoffen en worden gebruikt als grondstof voor andere organische verbindingen.
Al deze processen maken het onder andere mogelijk om het aardgas niet alleen via pijpleidingen te transporteren. Een bijzonder voordeel van gecomprimeerd aardgas en de bijbehorende volumevermindering is dat het in tankers kan worden vervoerd.
Toepassingsgebieden voor aardgas
Als fossiele brandstof biedt aardgas aantrekkelijke leveringsopties voor een breed scala aan toepassingen. Het klassieke gebruik van aardgas heeft natuurlijk betrekking op de verwarming van eigendommen. Commerciële productieprocessen die thermische energie vereisen, kunnen echter ook gemakkelijk worden gerealiseerd met aardgas. Typische voorbeelden zijn ovens in bakkerijen, industriële installaties in cement- of glasfabrieken, de productie van elektriciteit of productieprocessen in de zware industrie. Maar aardgas heeft natuurlijk ook zijn waarde bewezen als brandstof. Dit geldt zowel voor de scheepvaart als voor het transport van motorvoertuigen. Raffinaderijen gebruiken aardgas ook als een gemakkelijk te hanteren energiebron. Aardgasgestookte elektriciteitscentrales zijn bijzonder flexibel en kunnen daardoor pieken in de vraag opvangen.
Milieueffecten van aardgas
Ondanks het feit dat aardgas een fossiele brandstof is, wordt het beschouwd als een relatief schone optie omdat het relatief weinig kooldioxidevervuiling veroorzaakt in onze gezamenlijke omgeving. Het verbranden van stookolie produceert bijvoorbeeld een kwart meer CO2 dan het verbranden van aardgas. Ook qua winning scoort aardgas hoog. De gezamenlijke winning van aardolie en aardgas veroorzaakt namelijk minder uitstoot en energieverbruik. Dit geldt echter niet als gebruik wordt gemaakt van fracking, een vrij nieuwe winningsmethode die berucht is als milieuonvriendelijk.
Aardgas zelf is niet giftig. Het wordt ook niet beschouwd als een stof die gevaarlijk is voor water.
Aardgas en veiligheidsaspecten
Aardgas is een bijzonder ontvlambare stof. Lucht en aardgas kunnen samen gevaarlijke explosies veroorzaken. Daarom zijn veiligheidsstrategieën voor aardgastanks essentieel. Hoge concentraties aardgas verdringen zuurstof. Veiligheidsexperts moeten hier ook rekening mee houden – bijvoorbeeld als er een aardgaslek is geweest. Verstikkingsgevaar!
De bovengenoemde interacties tussen aardgas en bijvoorbeeld chloor en fluor en oxiderende stoffen moeten ook professioneel en volledig worden beoordeeld door veiligheidsexperts.
Bij het gebruik van aardgas moet rekening worden gehouden met uitgebreide veiligheidsmaatregelen. Deze hebben betrekking op verschillende gebieden van een installatie. Deze aardgasgids is ook bedoeld om de belangrijkste aspecten van het veilig omgaan met aardgas te beschrijven.
Gascilinders – correcte hantering
Een belangrijk aspect van de veilige opslag en het veilige gebruik van aardgas betreft gascilinders en -tanks als klassieke containers. Zowel het veiligheidspersoneel van bedrijven die aardgas gebruiken als de verantwoordelijke werknemers moeten natuurlijk volledig op de hoogte zijn van alle voorschriften. Gascontainers moeten uit de buurt van werkplekken worden bewaard en worden beschermd tegen mechanische schokken en hitte. De ventielen moeten voorzichtig worden gehanteerd en indien nodig langzaam worden geopend. Sluit ze na gebruik zorgvuldig en goed af. Vermijd koste wat kost het overhevelen van gas tussen houders!
Juiste opslag van gascontainers
Een groot deel van de technische beschermingsmaatregelen met betrekking tot gascilinders betreft de opslag ervan – altijd buiten het werkgebied. De houders moeten rechtop, stootvast en absoluut lekvrij zijn. Gascilinders en soortgelijke gascontainers mogen geen vluchtwegen blokkeren. De ruimte moet op een koele temperatuur worden gehouden, altijd minder dan 50 graden Celsius. Vermijd blootstelling aan zonlicht. Kleppen moeten extra worden beveiligd met beschermkooien of -doppen. Consequente monitoring is ook een essentiële beschermingsmaatregel. Het is erg belangrijk om lekken en ontsnappend aardgas in een vroeg stadium te voorkomen of op te sporen. De verantwoordelijken moeten alle veiligheidsregels toepassen. Dit geldt ook voor elektrische oplading of ongunstige verwarming. Als een lek wordt vermoed, is besproeien met koel water een effectieve maatregel om een mogelijke explosie te voorkomen.
Regelgeving met betrekking tot de opslag van gascilinders omvat ook zogenaamde co-storage voorwaarden. Om explosies en brand te voorkomen, gaat het hierbij vooral om oxiderende gassen en brandbare stoffen. Bedrijven moeten ook zorgen voor een grote afstand tussen gascontainers, oxiderende materialen en ontstekings- of hittebronnen.
Het strikte verbod om aardgas en andere gevaarlijke stoffen samen op te slaan, geldt bijvoorbeeld voor explosieve en ontvlambare stoffen en mengsels, oxiderende stoffen, giftige, radioactieve, corrosieve en andere stoffen die gevaarlijk zijn voor de gezondheid, maar ook voor levensmiddelen en diervoeder.
De opslag en het gebruik van aardgas vereist ook technische maatregelen en maatregelen ter bescherming van het personeel. Er moet brandblusapparatuur aanwezig zijn voor brandpreventie en brandbestrijding. Brandveiligheidsfunctionarissen en training van werknemers zijn essentieel om te voorkomen dat er gevaren ontstaan door ontsnappend aardgas. Dergelijke training moet jaarlijks worden opgefrist – vanwege het belang van een goed functionerend beschermingsconcept met betrekking tot de opslag en het gebruik van aardgas, maar ook om waakzaam te blijven met betrekking tot de gevaren van aardgas.
Omdat aardgas en lucht een explosief mengsel kunnen vormen, moet de vorming van een dergelijk mengsel strikt worden voorkomen. Alle soorten ontstekingsbronnen – zoals open vuur en vonken, verwarmingstoestellen of elektrische apparaten – moeten uit de buurt van gascilinders en andere gascontainers worden geweerd. Het spreekt voor zich dat roken en lassen ook ten strengste verboden zijn.
Gascilinders onder druk mogen alleen worden gebruikt door opgeleide en bevoegde personen. De risicoanalyse van het bedrijf beschrijft in detail de mogelijke gevaren van het gebruik van aardgas en stelt een ontsnappings- en reddingsplan op, waarin ook de vluchtroutes en hun etikettering worden beschreven. Vlamvertragende kleding en veiligheidsschoenen dienen als persoonlijke bescherming tegen de gevaarlijke effecten van aardgas. Als er ondanks alle veiligheidsmaatregelen gas uit de tanks ontsnapt, treedt het alarmplan in werking.
Vrijkomen van aardgas
Als er aardgas ontsnapt, bestaat er explosiegevaar. Een belangrijk criterium voor explosie- en brandpreventie is het uitsluiten van ontstekingsbronnen. Het vrijmaken van verontreinigde gebieden en aangrenzende gebieden is een verplichte maatregel. Waarschuwingen moeten worden opgevolgd. Personen mogen het bedreigde gebied niet betreden zonder de juiste beschermingsmiddelen. De volgende stappen zijn voor het veiligheidspersoneel om verdere gaslekken te voorkomen en de huidige concentratie van het vrijgekomen aardgas te controleren.
Als branden worden veroorzaakt door vrijkomend aardgas, zijn sproeiwater of droog poeder geschikte blusmiddelen. Gasflessen die nog intact zijn, moeten ook worden afgekoeld met waterstralen en idealiter uit de gevaarlijke zone worden verwijderd. Nadat de brandweer is ingelicht, moeten de hulpdiensten idealiter onmiddellijk informatie krijgen over gesloten, open of beschadigde gascilinders.
Verwijdering van aardgascontainers
Volgens de AVV, de Afvalcatalogusverordening, wordt aardgas als gevaarlijk beschouwd. De gebruiker is daarom verplicht om het op de juiste manier af te voeren. Normaal gesproken moeten lege gasflessen onder druk worden ingeleverd bij de betreffende leverancier. Om verwarring tussen volle en lege gascilinders te voorkomen, moeten de houders dienovereenkomstig worden geëtiketteerd. Rond gasoverlaadstations geldt explosiegevaarlijke zone II.
Regelgeving met betrekking tot het gebruik van aardgas
Talrijke voorschriften hebben betrekking op de juiste omgang met aardgas. Typische voorbeelden zijn: Afvalcatalogusverordening (AVV), werkpleketikettering volgens de ASR, DGUV (voorschriften van de ongevallenverzekeringsinstellingen), diverse bepalingen van de TRGS – technische voorschriften voor gevaarlijke stoffen-, EH-GHS classificatie en etikettering, verordening gevaarlijke incidenten en vele andere bepalingen. En natuurlijk kan een strategisch slim veiligheidsconcept ook verzekeringskwesties beter afdekken. Onmisbaar voor de ontwikkeling en implementatie van allesomvattende veiligheidsconcepten: de opleiding van werknemers en de aanstelling van veiligheidsexperts door het bedrijf.
De detectie van aardgas
Een goede aardgasgids moet natuurlijk ook waardevolle informatie geven over het opsporen van aardgaslekken. Er bestaan uitstekende meetapparaten waarmee verschillende aardgaslekken kunnen worden opgespoord. Deze dienen als waardevolle ondersteuning op het gebied van veiligheid, omdat een lek van het typisch kleurloze en reukloze aardgas anders niet opgespoord zou kunnen worden.
Moderne meetapparatuur – waaronder die uit het goed gesorteerde Compur Monitors-assortiment – detecteert gelekt aardgas met behulp van zeer specifieke, betrouwbare meettechnologie. Deze is eenvoudig in gebruik en geeft duidelijkheid. Ex-metingen zijn daarom een belangrijke aanvulling op de veiligheidsmaatregelen tegen aardgasgevaren. Compur Moniotrs biedt een uitgebreide reeks aanpasbare opties voor het veilig meten van eventuele gaslekken. Relevante categorieën zijn onder meer vaste gasdetectoren en natuurlijk draagbare detectoren. Multi-gasmeetinstrumenten en discontinue gasdetectoren maken het aanbod compleet. Afhankelijk van het apparaat kunnen onmiddellijke gaswaarschuwingen en lekdetectie worden gerealiseerd. Eenvoudig gebruik betekent dat meetresultaten ook door leken kunnen worden gelezen.
Het begin en einde van een efficiënt en succesvol functionerend beveiligingsconcept voor het nuttige, maar ook niet ongevaarlijke product aardgas is de op de behoeften afgestemde selectie van een professioneel en – vooral – nauwkeurig passend meettoestel. Het team van de specialist Compur Monitors voorziet geïnteresseerden van gedetailleerd en specifiek advies.
We geven je graag advies
Heb je vragen over onze producten of wil je een vrijblijvend adviesgesprek? We horen graag van je.
