Vroeger werden bedrijven bij het raffineren van olie gedwongen om vloeibaar methaan te verbranden met behulp van fakkels, omdat ze niet in staat waren om condensaat over te brengen voor de daaropvolgende petrochemische verwerking. Nu hebben ze geleerd hoe ze het moeten transporteren en gebruiken in veel sectoren van de industrie. Tegelijkertijd wordt het goed opgeslagen en vormt het geen schadelijke onzuiverheden tijdens de verbranding.
Fysische en chemische eigenschappen van methaan
Methaan is een van de eenvoudigste koolwaterstoffen. Het is lichter dan lucht, niet giftig, slecht oplosbaar in water en heeft geen waarneembare geur. Er wordt aangenomen dat methaan niet gevaarlijk is voor de mens, maar er zijn gevallen bekend van effecten op het centrale en autonome zenuwstelsel. Binnen ophopend, bij een concentratie in de lucht van 4% tot 17% wordt het explosief. Om het door een persoon (zonder instrumenten) te detecteren, worden daarom vaak speciale stoffen aan methaan toegevoegd die lijken op de geur van gas. Verwijst naar broeikasgassen. In methaan manifesteren zich zwakke narcotische eigenschappen, die worden verzwakt door een lage oplosbaarheid in water.
Naar oorsprong, als resultaat van verbindingen met verschillende stoffen en chemische reacties, is het onderverdeeld in:
- biogeen (biologisch);
- abiogeen (anorganisch);
- bacterieel (vitale activiteit van micro-organismen);
- thermogeen (thermochemische processen).
Dit gas wordt ook in het laboratorium verkregen door natronkalk of watervrij natriumhydroxide te verhitten met bevroren azijnzuur.
Methaan neemt in vloeibare toestand 600 keer minder volume in dan in gasvormige toestand. Daarom wordt het voor het gemak van transport en opslag onderworpen aan vloeibaarmaking. Vloeibaar methaan is een kleurloze, geurloze vloeistof. Het behoudt bijna alle eigenschappen van het gas. De kritische druk van vloeibaar methaan is 4,58 MPa (het minimum waarbij het in een vloeistof verandert).
Bestaan in de natuur
Methaan maakt deel uit van en is het hoofdbestanddeel van de volgende gassen:
- natuurlijk (tot 98%);
- olie (40-90%);
- moeras (99%);
- mijnwerker (35-50%);
- moddervulkanen (meer dan 94%).
Het zit ook in het water van de oceanen, meren, zeeën. Het is aanwezig in de atmosfeer van planeten als de aarde, Saturnus, Jupiter, Uranus en in de oppervlaktegassen van de maan. Een grote hoeveelheid wordt gevonden in steenkoollagen. Dit maakt ondergrondse mijnbouw tot een explosieve activiteit.
LNG-technologie
Puur methaan wordt gewonnen uit aardgas door er andere componenten uit te halen: ethaan, propaan, butaan en stikstof. Om vloeibaar methaan te verkrijgen, wordt het gas gecomprimeerd en vervolgens afgekoeld. Liquefactieprocesgeproduceerd in cycli. In elke fase zal het volume tot 12 keer afnemen. Het verandert in een vloeistof in de laatste cyclus. Voor het vloeibaar maken worden verschillende soorten planten gebruikt, waaronder:
- gashendel;
- turbine-vortex;
- turbo-expander.
De volgende schema's kunnen worden gebruikt:
- cascadering;
- uitbreiding.
In het cascadeschema worden drie koelmiddelen gebruikt. In dit geval da alt de temperatuur van vloeibaar methaan stapsgewijs. Deze technologie vereist grote kapitaaluitgaven. Op dit moment is dit proces verbeterd en is er direct een mengsel van koudemiddelen (ethaan en propaan) gebruikt. Een dergelijk schema is zelfkoelend geworden, omdat deze stoffen worden verkregen uit vloeibaar aardgas. De kosten zijn iets gedaald, maar blijven hoog.
Bij het toepassen van het expansieschema worden zuinigere centrifugaalmachines gebruikt. Het mengsel wordt eerst ontdaan van water en andere verontreinigingen en onder druk vloeibaar gemaakt door warmtewisseling met een koud geëxpandeerde gasstroom. Dit proces vereist echter meer energie dan bij een cascadeschema (met 25-35%). Maar tegelijkertijd worden kapitaalkosten bespaard voor de werking van compressoren en apparatuur.
De temperatuur van het vloeibare methaan verkregen uit het bovenstaande proces is gemiddeld 162 graden.
Methaantoepassingen
De reikwijdte van methaan, zowel in gasvormige als in vloeibare toestand, is zeer uitgebreid. Het wordt gebruikt als brandstof, als grondstof voor de industrie, in het dagelijks leven, inals anabole steroïden voor het opbouwen van spiermassa.
Bij onvolledige verbranding van methaan ontstaat roet, dat veel wordt gebruikt in de industrie: bij de productie van rubber, stempelverf, schoenpoets enz. Ze worden ook gebruikt voor de productie van blauwzuur en azijnzuur, methanol, acetyleen, ammoniak, koolstofdisulfide, als brandstofgas (eeuwige vlam).
Vloeibaar methaan wordt gebruikt als motorbrandstof voor auto's. Het heeft een 15% hoger octaangetal dan benzine, evenals een hoge calorische waarde en antiklopmiddelen. Volgens beoordelingen brandt vloeibaar methaan bijna volledig op, en met de juiste installatie van de juiste apparatuur op de auto, treden behoorlijk aanzienlijke besparingen op in vergelijking met benzine (bij het reizen over lange afstanden).
Dit gas wordt actief gebruikt voor de productie van medicijnen die de spiermassa vergroten. Op basis hiervan worden producten zoals Dianoged, Danabol en Nerobol geproduceerd, waar de grootste vraag naar is. Er wordt aangenomen dat deze medicijnen een positief effect hebben op het menselijk lichaam:
- beenderen versterken;
- stimuleer de vorming van geslachtskenmerken;
- vet verbranden;
- uithoudingsvermogen vergroten;
- eiwitsynthese versnellen.
Het is echter belangrijk om te onthouden dat alle medicijnen bijwerkingen hebben, dus ze moeten worden ingenomen onder toezicht van een arts.
Op basis van het bovenstaande kunnen we concluderen dat de productievloeibaar methaan is een veelbelovend gebied van de moderne industrie.
