LPG

Inleiding

LPG is de afkorting van liquified petroleum gas, dat is de algemeneaanduiding van tot vloeistof gecondenseerde butaan, propaan enmengsels daarvan. Deze gassen komen vrij bij de winning van aard-olie en aardgas en bij de raffinage van ruwe olie. Vroeger werdendeze vrijkomende gassen voor het grootste deel verbrand via eenfakkel (affakkelen). Tegenwoordig worden de gassen vloeibaar ge-maakt en geëxporteerd door de oliewinnende landen. Het aanboden gebruik van LPG zal naar verwachting toenemen.LPG is een brandbaar en explosief gas. Bij ontsnappen van LPGkunnen ongelukken gebeuren die uiteenlopen van een kleine brandtot de vorming van een explosieve gaswolk, die na ontsteking tot ophonderden meters afstand een verwoestende werking kan hebben.Bij het gebruik, transport en opslag zijn daarom goede veiligheids-voorzieningen noodzakelijk.De Nederlandse regering heeft begin 1984 een nota uitgebracht metbetrekking tot het toekomstig beleid op het gebied van het omgaanmet LPG (1). Deze nota is, wat de veiligheidsaspecten betreft, ge-baseerd op een omvangrijke risicoanalyse (LPG-Integraalstudie (2)),uitgevoerd door TNO. Op de door de regering gehanteerde veilig-heidscriteria wordt in de regeringsnota eveneens uitvoering inge-gaan.

Gebruik

LPG kent verschillende toepassingen. De belangrijkste (en ook debekendste) is het gebruik als motorbrandstof voor het wegverkeer.Door het gunstige fiscale klimaat in Nederland met betrekking tot

020–1LPG

Chemische feitelijkheden 1-80 Herdruk 1996

LPG in auto’s kent Nederland een relatief groot LPG-verbruik bijhet wegverkeer, vergeleken met de omringende landen. Bijkomendvoordeel 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, kun-nen we hier noemen: het gebruik in de bouw, bij de wegenaanleg, incampinggastankjes en het grootverbruik op campings voor cara-vans of zomerhuisjes. Ook zijn talloze boerderijen aangewezen ophet gebruik van LPG, doordat zij niet aangesloten zijn op het aard-gasnet. Verder wordt in de industrie LPG gebruikt, bijvoorbeeldvoor het stoken van fornuizen.Ook in de raffinaderijen en in de chemische industrie wordt LPG opgrote schaal gebruikt (alkylatie, butanisering van autobenzine,grondstof voor etheen produktie).Het gebruik van LPG op deze schaal vereist een infrastructuur voorde distributie hiervan. In Nederland zijn daarvoor de volgendevoorzieningen:– Aanlandingsplaatsen voor zeeschepen met terminals/grote op-

slagen; dit kan zijn gekoelde opslag in dubbelwandige tanks endrukopslag 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 2,5miljoen ton, verdeeld als volgt:

volume(× 1000 ton)

Wegverkeer 900Chemische industrie 1450Landbouw 30Overige industrie 70Huishouding 50

2500

020–2 LPG

Chemische feitelijkheden 1-80 Herdruk 1996

Chemische en fysische eigenschappen

Bij omgevingstemperatuur en atmosferische druk is LPG gasvor-mig. De gassen kunnen vloeibaar worden gemaakt door drukver-hoging of door temperatuurverlaging. Bij vrijwel alle toepassingenheeft men te maken met LPG in gasvorm, maar het wordt opgesla-gen 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 (ookweer afhankelijk van de samenstelling van de LPG) van rond –40 °Ctreft men om economische redenen uitsluitend aan bij grootschaligetoepassingen, zoals bij grote aanlandingsterminals voor zeeschepenen bij zeetransport.

De belangrijkste chemische en fysische eigenschappen zijn:

propaan butaan

Kookpunt (°C) –42 0Smeltpunt (°C) –187 –138Zelfontbrandingstemperatuur (°C) 465 360Relatieve dichtheid (water = 1 ) 0,5 0,6Relatieve dampdichtheid (lucht = 1) 1,5 2,0Explosiegrenzen (vol.%) 2,0-9,5 1,5-8,5Dampdruk/15 °C (bar) 6,5 0,7Volumevergroting van 1 liter vloeistofnaar damp bij 0 °C en druk 1 bar 260 225

LPG in gasvormige toestand is ongeveer 1,5-2 maal zo zwaar alslucht. Bij vrijkomen zal LPG zich daarom bij een rustige atmosfeerop bodemhoogte verspreiden en zich verzamelen in laaggelegenruimten (kelders, kuilen, etc.).De volumevergroting van 1 liter vloeistof naar damp is voor pro-paan ca. 260-voudig en voor butaan ca. 225-voudig. De volumever-groting van LPG ligt tussen deze twee waarden.Door dispersie van het gas kunnen zich koude nevels en explosieveLPG luchtmengsels vormen. Deze kunnen zich over een grote af-stand verspreiden. Ontsteking op afstand van explosieve mengsels isdaarom mogelijk, bijvoorbeeld door hete oppervlakken, vonken ofopen vuur.

020–3LPG

Chemische feitelijkheden 1-80 Herdruk 1996

Veiligheidsaspecten

OngevallenBij het vrijkomen van LPG tengevolge van ontsnappingen van LPGonder 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 kanskrijgt zich verder in de omgeving te verspreiden) ontstaateen fakkel die maximaal enige tientallen meters lang kanzijn;

– Wanneer LPG zich in de omgeving kan verspreiden en ver-mengen met lucht, kan onder invloed van atmosferischeomstandigheden, een explosieve gaswolk ontstaan die totop honderden meters afstand ontstoken kan worden. Eendergelijke explosie kan zowel voor mensen als materiaal de-sastreuze 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 atmosferischkookpunt (LPG), leidt tot een verschijnsel dat BLEVEwordt genoemd. Dat is de afkorting van Boiling Liquid Ex-panding Vapour Explosion. Dit verschijnsel kan als volgtworden beschreven. De vrijkomende vloeistof gaat zeer snelin damp over (koken) waarbij veel expansie-energie vrij-komt. Delen van het opengebarsten reservoir kunnen hier-bij tot op grote afstand weggeslingerd worden. In de prak-tijk zijn bij dergelijke ongevallen brokstukken tot op hon-derden meters teruggevonden.Betreft het bovendien een brandbaar gas en wordt het vrij-komende gas onmiddellijk ontstoken, dan ontstaat er eenvuurbal. Binnen de projectie van de vuurbal op de grondzal waarschijnlijk niemand zo’n ongeval overleven (ten ge-volge van warmtestraling): maar ook tot honderden metersdaarbuiten kunnen nog slachtoffers vallen.Een BLEVE is een belangrijk ongevalsscenario, omdat ge-vaar daartoe altijd bestaat bij opslagtanks in een situatievan brand. De tankwand kan dan verslappen (vooral bij

020–4 LPG

Chemische feitelijkheden 1-80 Herdruk 1996

aanstraling van de dampruimte), zodat de tank openbarsten directe ontsteking van het geëxpandeerde gas plaats-vindt. Uit risico-analytische studies blijkt dat het risico vaneen BLEVE de andere risico’s van een opslag/overslag-ac-tiviteit in veel gevallen domineert. Natuurlijk door de groteschadeafstanden, maar ook doordat de kans van optredenvan een BLEVE groter is dan de kans op vorming en ont-steking van explosieve gaswolken met vergelijkbare scha-deafstanden.Wordt het vrijkomende gas niet onmiddellijk ontstoken,dan ontstaat er een vrije gaswolk. Deze kan met de windmee worden gevoerd (= driften) en op een later tijdstip nogworden ontstoken. Meestal zal de gaswolk afbranden. On-der ongunstige omstandigheden kan een vrije gaswolkex-plosie ontstaan.

Bij uitstroming van gekoeld LPG zal een plas gevormd worden, diebij een directe ontsteking leidt tot een plasbrand. Bij niet direct ont-steken kan dan weer een explosieve gaswolk ontstaan. Een BLEVEis hier uitgesloten.

Eerder genoemde LPG-ongevallen zijn alle meerdere malen voor-gevallen. Zo heeft zich in Nederland in 1978 een BLEVE voorge-daan van een LPG-tankauto op een autotankstation bij Nijmegen.Een berucht ongeval vond plaats bij de camping Los Alfaques inSpanje in 1978 waarbij vele mensen, waaronder ook Nederlanders,het leven lieten. Het betrof in dit geval echter geen LPG maar pro-pyleen, een met LPG vergelijkbare stof.

GezondheidsaspectenDe snelle verdamping van de vloeistof bij direct contact met de huidof bij het ontsnappen van gas uit de tank kan bevriezingsverschijn-selen ten gevolge hebben. Dampconcentraties tot 10 Vol. % zijn nietirriterend voor de ogen. Een expositie van 10 minuten aan een bu-taanconcentratie van 1 Vol. % heeft een slaapverwekkende invloed,maar geen verdere lichamelijke gevolgen.Propaan daarentegen is veel minder verdovend; een concentratievan 1 Vol. % heeft ook na 10 minuten nog geen effect. Dampcon-

020–5LPG

Chemische feitelijkheden 1-80 Herdruk 1996

centraties tot 10 Vol. % zijn niet irriterend voor neus en longen. DeMAC-waarde van butaan is 600 ml/m3.

VeiligheidsvoorzieningenUitstromingen uit leidingen bij breuk worden tegengegaan door hetinstalleren van betrouwbare doorstroombegrenzers en al of niet au-tomatisch sluitende kleppen. Een goede alarmering is van belang viabijvoorbeeld een gasdetectiesysteem. Een BLEVE kan voorkomenworden door het ondergronds plaatsen of interpen van opslagtanks.Verder kunnen hittewerende voorzieningen (bijv. coatings) op detanks de kans op een BLEVE doen verminderen.

Goede procedures voor overslag zijn van belang. Voor de installatieen inspecties bestaan wettelijke voorschriften betreffende materiaal-keuze, veiligheidsvoorzieningen enz. Onder andere betekent dit datvoor een nieuw te bouwen LPG-autotankstation binnen een straalvan 80 m geen woningen mogen staan en binnen 30 m geen bedrij-ven.

Overheidsvoorschriften

Voor elke toepassing van LPG bestaan aparte voorschriften. Dezezijn gebundeld in het zogenaamde Propaan-boekje waarvan de laat-ste herdruk verscheen in 1979 (3).In april 1978 verscheen het Interimstandpunt voor LPG-stations(4). In 1984 werd de Integratie Nota LPG uitgebracht, waarin deregering haar beleid ten opzichte van LPG aan het Parlement tergoedkeuring aanbiedt (1). In oktober/november 1984 zal een en an-der in de Kamer(s) worden behandeld.Doel van genoemde LPG-nota is onder andere het veilig gebruikvan LPG te bevorderen door gebruik te maken van de nieuwstetechnische en organisatorische voorzieningen.Voor een deel van de verschillende toepassingen zijn reeds nieuwevoorschriften van kracht, voor een deel zijn deze in voorbereiding (5).

020–6 LPG

Chemische feitelijkheden 1-80 Herdruk 1996

Literatuur

1. Integrale Nota LPG.Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Mi-lieubeheer, Ministerie van Economische Zaken en Ministerievan Verkeer en Waterstaat, 1984. Centrale Directie Voorlich-ting en Externe Betrekkingen. (VROM 84103/2-84, 5100/75).

2. LPG-Integraal.Ministerie van Volkshuisvesting.Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer, mei 1983, ISBN 90 3460135 8.

3. Propaan.Staatsuitgeverij 1979.

4. Interimstandpunt voor LPG-stations.Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Mi-lieubeheer, 1978.

5. LPG-afleverinstallaties voor motorvoertuigen.Richtlijn van de Commissie Preventie van Rampen, CPR 8-1.Directoraat-Generaal van de Arbeid, Voorburg.

Ir. C. M. PietersenHoofdgroep Maatschappelijke Technologie TNO, Apeldoornjuli 1984

020–7LPG

Chemische feitelijkheden 1-80 Herdruk 1996