Wcześniej, podczas rafinacji ropy naftowej, przedsiębiorstwa były zmuszone do spalania ciekłego metanu za pomocą pochodni, ponieważ nie były w stanie przekazać kondensatu do dalszej obróbki petrochemicznej. Teraz nauczyli się go transportować i wykorzystywać w wielu dziedzinach przemysłu. Jednocześnie jest dobrze przechowywany i nie tworzy szkodliwych zanieczyszczeń podczas spalania.
Fizyczne i chemiczne właściwości metanu
Metan jest jednym z najprostszych węglowodorów. Jest lżejszy od powietrza, nietoksyczny, słabo rozpuszczalny w wodzie i nie ma wyczuwalnego zapachu. Uważa się, że metan nie jest niebezpieczny dla człowieka, ale zdarzają się przypadki jego wpływu na centralny i autonomiczny układ nerwowy. Gromadząc się w pomieszczeniu, przy stężeniu w powietrzu od 4% do 17% staje się wybuchowy. Dlatego w celu wykrycia go przez człowieka (bez przyrządów) do metanu często dodaje się specjalne substancje przypominające zapach gazu. Odnosi się do gazów cieplarnianych. W metanie przejawiają się słabe właściwości narkotyczne, które osłabia niska rozpuszczalność w wodzie.
Ze względu na pochodzenie, w wyniku związków z różnymi substancjami i reakcjami chemicznymi, dzieli się go na:
- biogenny (organiczny);
- abiogenny (nieorganiczny);
- bakteryjne (aktywność życiowa mikroorganizmów);
- termogeniczny (procesy termochemiczne).
Ten gaz jest również otrzymywany w laboratorium przez ogrzewanie wapna sodowanego lub bezwodnego wodorotlenku sodu z zamrożonym kwasem octowym.
Metan w stanie ciekłym zajmuje 600 razy mniej objętości niż w stanie gazowym. Dlatego dla ułatwienia transportu i przechowywania jest poddawany upłynnieniu. Ciekły metan jest bezbarwną, bezwonną cieczą. Zachowuje prawie wszystkie właściwości gazu. Krytyczne ciśnienie ciekłego metanu wynosi 4,58 MPa (minimum, przy którym zamienia się w ciecz).
Istnienie w naturze
Metan wchodzi w skład i jest głównym składnikiem następujących gazów:
- naturalny (do 98%);
- olej (40-90%);
- bagno (99%);
- górnik (35-50%);
- wulkany błotne (ponad 94%).
Zawarty jest również w wodach oceanów, jezior, mórz. Występuje w atmosferze takich planet jak Ziemia, Saturn, Jowisz, Uran oraz w gazach powierzchniowych Księżyca. Duża ilość znajduje się w pokładach węgla. To sprawia, że górnictwo podziemne staje się działalnością wybuchową.
Technologia LNG
Czysty metan uzyskuje się z gazu ziemnego poprzez usunięcie z niego innych składników: etanu, propanu, butanu i azotu. Aby uzyskać ciekły metan, gaz jest sprężany, a następnie schładzany. Proces upłynnianiaprodukowane w cyklach. Na każdym etapie głośność zmniejszy się nawet 12 razy. W ostatnim cyklu zamienia się w płyn. Do upłynniania wykorzystywane są różne rodzaje roślin, między innymi:
- przepustnica;
- turbina-wir;
- turbo-ekspander.
Można zastosować następujące schematy:
- kaskadowe;
- rozbudowa.
W schemacie kaskadowym stosowane są trzy czynniki chłodzące. W takim przypadku temperatura ciekłego metanu spada stopniowo. Technologia ta wymaga dużych nakładów inwestycyjnych. Obecnie proces ten został udoskonalony i od razu zastosowano mieszaninę czynników chłodniczych (etan i propan). Taki schemat stał się samochłodzący, ponieważ substancje te są otrzymywane ze skroplonego gazu ziemnego. Koszty nieznacznie spadły, ale pozostają wysokie.
Przy stosowaniu schematu rozprężania stosuje się bardziej ekonomiczne maszyny odśrodkowe. Mieszanina jest wstępnie oczyszczana z wody i innych zanieczyszczeń oraz skraplana pod ciśnieniem dzięki wymianie ciepła z zimnym, rozprężonym strumieniem gazu. Jednak proces ten wymaga więcej energii niż w systemie kaskadowym (o 25-35%). Ale jednocześnie oszczędza się nakłady inwestycyjne na pracę sprężarek i sprzętu.
Temperatura ciekłego metanu uzyskanego z powyższego procesu wynosi średnio 162 stopnie.
Zastosowania metanu
Zakres metanu, zarówno w stanie gazowym, jak i ciekłym, jest bardzo szeroki. Wykorzystywana jest jako paliwo, jako surowiec dla przemysłu, w życiu codziennym, m.injako sterydy anaboliczne do budowania masy mięśniowej.
Niecałkowite spalanie metanu powoduje powstawanie sadzy, która ma szerokie zastosowanie w przemyśle: przy produkcji gumy, farb do stempli, past do butów itp. Są one również wykorzystywane do produkcji kwasu cyjanowodorowego i octowego, metanolu, acetylenu, amoniaku, dwusiarczek węgla, jako paliwo gazowe (wieczny płomień).
Płynny metan jest używany jako paliwo silnikowe do samochodów. Posiada o 15% wyższą liczbę oktanową niż benzyna, a także wysoką kaloryczność i właściwości przeciwstukowe. Według opinii płynny metan wypala się prawie całkowicie, a przy prawidłowym zamontowaniu odpowiedniego wyposażenia w samochodzie pojawiają się dość znaczne oszczędności w porównaniu z benzyną (przy pokonywaniu długich dystansów).
Ten gaz jest aktywnie wykorzystywany do produkcji leków zwiększających masę mięśniową. Na jego bazie powstają takie produkty jak Dianoged, Danabol, Nerobol, na które jest największe zapotrzebowanie. Uważa się, że leki te mają pozytywny wpływ na organizm człowieka:
- wzmacnianie kości;
- stymulować tworzenie cech płciowych;
- spalić tłuszcz;
- zwiększenie wytrzymałości;
- przyspieszenie syntezy białek.
Jednakże ważne jest, aby pamiętać, że wszystkie leki mają skutki uboczne, dlatego powinny być przyjmowane pod nadzorem lekarza.
Na podstawie powyższego możemy stwierdzić, że produkcjaciekły metan to bardzo obiecujący obszar nowoczesnego przemysłu.
