Inhoud
Startpagina
LPG
020–1
LPG
Inleiding LPG is de afkorting van liquified petroleum gas, dat is de algemene aanduiding van tot vloeistof gecondenseerde butaan, propaan en mengsels daarvan. Deze gassen komen vrij bij de winning van aardolie en aardgas en bij de raffinage van ruwe olie. Vroeger werden deze vrijkomende gassen voor het grootste deel verbrand via een fakkel (affakkelen). Tegenwoordig worden de gassen vloeibaar gemaakt en geëxporteerd door de oliewinnende landen. Het aanbod en gebruik van LPG zal naar verwachting toenemen. LPG is een brandbaar en explosief gas. Bij ontsnappen van LPG kunnen ongelukken gebeuren die uiteenlopen van een kleine brand tot de vorming van een explosieve gaswolk, die na ontsteking tot op honderden meters afstand een verwoestende werking kan hebben. Bij het gebruik, transport en opslag zijn daarom goede veiligheidsvoorzieningen noodzakelijk. De Nederlandse regering heeft begin 1984 een nota uitgebracht met betrekking tot het toekomstig beleid op het gebied van het omgaan met LPG (1). Deze nota is, wat de veiligheidsaspecten betreft, gebaseerd op een omvangrijke risicoanalyse (LPG-Integraalstudie (2)), uitgevoerd door TNO. Op de door de regering gehanteerde veiligheidscriteria wordt in de regeringsnota eveneens uitvoering ingegaan. Gebruik LPG kent verschillende toepassingen. De belangrijkste (en ook de bekendste) is het gebruik als motorbrandstof voor het wegverkeer. Door het gunstige fiscale klimaat in Nederland met betrekking tot Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
020–2
LPG
LPG in auto’s kent Nederland een relatief groot LPG-verbruik bij het wegverkeer, vergeleken met de omringende landen. Bijkomend voordeel bij het gebruik van LPG is het niet aanwezig zijn van lood, hetgeen LPG in dit opzicht milieuvriendelijker maakt dan benzine. Maar er zijn veel meer toepassingen. Zonder compleet te zijn, kunnen we hier noemen: het gebruik in de bouw, bij de wegenaanleg, in campinggastankjes en het grootverbruik op campings voor caravans of zomerhuisjes. Ook zijn talloze boerderijen aangewezen op het gebruik van LPG, doordat zij niet aangesloten zijn op het aardgasnet. Verder wordt in de industrie LPG gebruikt, bijvoorbeeld voor het stoken van fornuizen. Ook in de raffinaderijen en in de chemische industrie wordt LPG op grote schaal gebruikt (alkylatie, butanisering van autobenzine, grondstof voor etheen produktie). Het gebruik van LPG op deze schaal vereist een infrastructuur voor de distributie hiervan. In Nederland zijn daarvoor de volgende voorzieningen: – Aanlandingsplaatsen voor zeeschepen met terminals/grote opslagen; dit kan zijn gekoelde opslag in dubbelwandige tanks en drukopslag in bollen; – Transport per spoorketelwagen, tankauto en binnenvaartschip; – Opslagen op depots in bollen of cilinders; – Opslagen op autotankstations; Op dit moment vindt geen transport per pijpleiding plaats. Het verbruik van LPG in 1983 in Nederland bedraagt ongeveer 2,5 miljoen ton, verdeeld als volgt: volume (× 1000 ton) Wegverkeer Chemische industrie Landbouw Overige industrie Huishouding
Chemische feitelijkheden 1-80
900 1450 30 70 50 2500
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
LPG
020–3
Chemische en fysische eigenschappen Bij omgevingstemperatuur en atmosferische druk is LPG gasvormig. De gassen kunnen vloeibaar worden gemaakt door drukverhoging of door temperatuurverlaging. Bij vrijwel alle toepassingen heeft men te maken met LPG in gasvorm, maar het wordt opgeslagen en getransporteerd in vloeibare vorm onder druk van 6-8 bar (afhankelijk van de samenstelling van het LPG en de temperatuur). Gekoelde opslag bij atmosferische druk en een temperatuur (ook weer afhankelijk van de samenstelling van de LPG) van rond –40 °C treft men om economische redenen uitsluitend aan bij grootschalige toepassingen, zoals bij grote aanlandingsterminals voor zeeschepen en bij zeetransport. De belangrijkste chemische en fysische eigenschappen zijn:
Kookpunt (°C) Smeltpunt (°C) Zelfontbrandingstemperatuur (°C) Relatieve dichtheid (water = 1 ) Relatieve dampdichtheid (lucht = 1) Explosiegrenzen (vol.%) Dampdruk/15 °C (bar) Volumevergroting van 1 liter vloeistof naar damp bij 0 °C en druk 1 bar
propaan
butaan
–42 –187 465 0,5 1,5 2,0-9,5 6,5
0 –138 360 0,6 2,0 1,5-8,5 0,7
260
225
LPG in gasvormige toestand is ongeveer 1,5-2 maal zo zwaar als lucht. Bij vrijkomen zal LPG zich daarom bij een rustige atmosfeer op bodemhoogte verspreiden en zich verzamelen in laaggelegen ruimten (kelders, kuilen, etc.). De volumevergroting van 1 liter vloeistof naar damp is voor propaan ca. 260-voudig en voor butaan ca. 225-voudig. De volumevergroting van LPG ligt tussen deze twee waarden. Door dispersie van het gas kunnen zich koude nevels en explosieve LPG luchtmengsels vormen. Deze kunnen zich over een grote afstand verspreiden. Ontsteking op afstand van explosieve mengsels is daarom mogelijk, bijvoorbeeld door hete oppervlakken, vonken of open vuur. Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
020–4
LPG
Veiligheidsaspecten Ongevallen Bij het vrijkomen van LPG tengevolge van ontsnappingen van LPG onder druk kunnen we de volgende ongevalsscenario’s verwachten: – Een uitstroming uit een gat in een pijp of vat: – Wanneer de LPG snel ontstoken wordt (en dus geen kans krijgt zich verder in de omgeving te verspreiden) ontstaat een fakkel die maximaal enige tientallen meters lang kan zijn; – Wanneer LPG zich in de omgeving kan verspreiden en vermengen met lucht, kan onder invloed van atmosferische omstandigheden, een explosieve gaswolk ontstaan die tot op honderden meters afstand ontstoken kan worden. Een dergelijke explosie kan zowel voor mensen als materiaal desastreuze gevolgen hebben. –
Het ineens vrijkomen van een grote hoeveelheid LPG : – Het plotseling vrijkomen van een stof, die is opgeslagen in een reservoir bij een temperatuur boven zijn atmosferisch kookpunt (LPG), leidt tot een verschijnsel dat BLEVE wordt genoemd. Dat is de afkorting van Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion. Dit verschijnsel kan als volgt worden beschreven. De vrijkomende vloeistof gaat zeer snel in damp over (koken) waarbij veel expansie-energie vrijkomt. Delen van het opengebarsten reservoir kunnen hierbij tot op grote afstand weggeslingerd worden. In de praktijk zijn bij dergelijke ongevallen brokstukken tot op honderden meters teruggevonden. Betreft het bovendien een brandbaar gas en wordt het vrijkomende gas onmiddellijk ontstoken, dan ontstaat er een vuurbal. Binnen de projectie van de vuurbal op de grond zal waarschijnlijk niemand zo’n ongeval overleven (ten gevolge van warmtestraling): maar ook tot honderden meters daarbuiten kunnen nog slachtoffers vallen. Een BLEVE is een belangrijk ongevalsscenario, omdat gevaar daartoe altijd bestaat bij opslagtanks in een situatie van brand. De tankwand kan dan verslappen (vooral bij
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
LPG
020–5
aanstraling van de dampruimte), zodat de tank openbarst en directe ontsteking van het geëxpandeerde gas plaatsvindt. Uit risico-analytische studies blijkt dat het risico van een BLEVE de andere risico’s van een opslag/overslag-activiteit in veel gevallen domineert. Natuurlijk door de grote schadeafstanden, maar ook doordat de kans van optreden van een BLEVE groter is dan de kans op vorming en ontsteking van explosieve gaswolken met vergelijkbare schadeafstanden. Wordt het vrijkomende gas niet onmiddellijk ontstoken, dan ontstaat er een vrije gaswolk. Deze kan met de wind mee worden gevoerd (= driften) en op een later tijdstip nog worden ontstoken. Meestal zal de gaswolk afbranden. Onder ongunstige omstandigheden kan een vrije gaswolkexplosie ontstaan. Bij uitstroming van gekoeld LPG zal een plas gevormd worden, die bij een directe ontsteking leidt tot een plasbrand. Bij niet direct ontsteken kan dan weer een explosieve gaswolk ontstaan. Een BLEVE is hier uitgesloten. Eerder genoemde LPG-ongevallen zijn alle meerdere malen voorgevallen. Zo heeft zich in Nederland in 1978 een BLEVE voorgedaan van een LPG-tankauto op een autotankstation bij Nijmegen. Een berucht ongeval vond plaats bij de camping Los Alfaques in Spanje in 1978 waarbij vele mensen, waaronder ook Nederlanders, het leven lieten. Het betrof in dit geval echter geen LPG maar propyleen, een met LPG vergelijkbare stof. Gezondheidsaspecten De snelle verdamping van de vloeistof bij direct contact met de huid of bij het ontsnappen van gas uit de tank kan bevriezingsverschijnselen ten gevolge hebben. Dampconcentraties tot 10 Vol. % zijn niet irriterend voor de ogen. Een expositie van 10 minuten aan een butaanconcentratie van 1 Vol. % heeft een slaapverwekkende invloed, maar geen verdere lichamelijke gevolgen. Propaan daarentegen is veel minder verdovend; een concentratie van 1 Vol. % heeft ook na 10 minuten nog geen effect. DampconChemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
020–6
LPG
centraties tot 10 Vol. % zijn niet irriterend voor neus en longen. De MAC-waarde van butaan is 600 ml/m3. Veiligheidsvoorzieningen Uitstromingen uit leidingen bij breuk worden tegengegaan door het installeren van betrouwbare doorstroombegrenzers en al of niet automatisch sluitende kleppen. Een goede alarmering is van belang via bijvoorbeeld een gasdetectiesysteem. Een BLEVE kan voorkomen worden door het ondergronds plaatsen of interpen van opslagtanks. Verder kunnen hittewerende voorzieningen (bijv. coatings) op de tanks de kans op een BLEVE doen verminderen. Goede procedures voor overslag zijn van belang. Voor de installatie en inspecties bestaan wettelijke voorschriften betreffende materiaalkeuze, veiligheidsvoorzieningen enz. Onder andere betekent dit dat voor een nieuw te bouwen LPG-autotankstation binnen een straal van 80 m geen woningen mogen staan en binnen 30 m geen bedrijven. Overheidsvoorschriften Voor elke toepassing van LPG bestaan aparte voorschriften. Deze zijn gebundeld in het zogenaamde Propaan-boekje waarvan de laatste herdruk verscheen in 1979 (3). In april 1978 verscheen het Interimstandpunt voor LPG-stations (4). In 1984 werd de Integratie Nota LPG uitgebracht, waarin de regering haar beleid ten opzichte van LPG aan het Parlement ter goedkeuring aanbiedt (1). In oktober/november 1984 zal een en ander in de Kamer(s) worden behandeld. Doel van genoemde LPG-nota is onder andere het veilig gebruik van LPG te bevorderen door gebruik te maken van de nieuwste technische en organisatorische voorzieningen. Voor een deel van de verschillende toepassingen zijn reeds nieuwe voorschriften van kracht, voor een deel zijn deze in voorbereiding (5).
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
Inhoud
Startpagina
LPG
020–7
Literatuur 1.
2.
3. 4. 5.
Integrale Nota LPG. Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer, Ministerie van Economische Zaken en Ministerie van Verkeer en Waterstaat, 1984. Centrale Directie Voorlichting en Externe Betrekkingen. (VROM 84103/2-84, 5100/75). LPG-Integraal. Ministerie van Volkshuisvesting. Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer, mei 1983, ISBN 90 346 0135 8. Propaan. Staatsuitgeverij 1979. Interimstandpunt voor LPG-stations. Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer, 1978. LPG-afleverinstallaties voor motorvoertuigen. Richtlijn van de Commissie Preventie van Rampen, CPR 8-1. Directoraat-Generaal van de Arbeid, Voorburg.
Ir. C. M. Pietersen Hoofdgroep Maatschappelijke Technologie TNO, Apeldoorn juli 1984
Chemische feitelijkheden 1-80
Herdruk 1996
