Dříve byly podniky při rafinaci ropy nuceny spalovat kapalný metan pomocí světlic, protože nebyly schopny převést kondenzát pro následné petrochemické zpracování. Nyní se naučili, jak jej přepravovat a používat v mnoha oblastech průmyslu. Zároveň se dobře skladuje a při spalování netvoří škodlivé nečistoty.
Fyzikální a chemické vlastnosti metanu
Methan je jeden z nejjednodušších uhlovodíků. Je lehčí než vzduch, netoxický, špatně rozpustný ve vodě a nemá žádný znatelný zápach. Předpokládá se, že metan není pro člověka nebezpečný, ale existují případy jeho účinků na centrální a autonomní nervový systém. Při hromadění v uzavřených prostorách se při koncentraci ve vzduchu od 4 % do 17 % stává výbušným. Proto, aby ho člověk (bez přístrojů) detekoval, se do metanu často přidávají speciální látky, které připomínají zápach plynu. Týká se skleníkových plynů. U metanu se projevují slabé narkotické vlastnosti, které jsou oslabeny nízkou rozpustností ve vodě.
Podle původu se v důsledku sloučenin s různými látkami a chemických reakcí dělí na:
- biogenní (organické);
- abiogenní (anorganické);
- bakteriální (životně důležitá aktivita mikroorganismů);
- termogenní (termochemické procesy).
Tento plyn se také získává v laboratoři zahříváním natronového vápna nebo bezvodého hydroxidu sodného se zmrazenou kyselinou octovou.
Metan v kapalném skupenství zabírá 600krát menší objem než ve skupenství plynném. Proto pro snadnou přepravu a skladování podléhá zkapalnění. Kapalný metan je bezbarvá kapalina bez zápachu. Zachovává si téměř všechny vlastnosti plynu. Kritický tlak kapalného metanu je 4,58 MPa (minimum, při kterém se metan mění v kapalinu).
Existence v přírodě
Metan je součástí a je hlavní složkou následujících plynů:
- přirozené (až 98 %);
- olej (40-90%);
- marsh (99 %);
- miner (35-50%);
- bahenní sopky (více než 94 %).
Je obsažen také ve vodě oceánů, jezer, moří. Je přítomen v atmosféře takových planet jako Země, Saturn, Jupiter, Uran a v povrchových plynech Měsíce. Velké množství se nachází v uhelných slojích. Díky tomu je podzemní těžba výbušnou činností.
technologie LNG
Čistý metan se získává ze zemního plynu odstraněním dalších složek: etanu, propanu, butanu a dusíku. Pro získání kapalného metanu se plyn stlačí a následně ochladí. Proces zkapalňovánívyráběné v cyklech. V každé fázi se hlasitost sníží až 12krát. V posledním cyklu se změní na kapalinu. Pro zkapalňování se používají různé druhy rostlin, mezi nimi:
- throttle;
- turbine-vortex;
- turbo-expander.
Lze použít následující schémata:
- cascading;
- expansion.
V kaskádovém schématu se používají tři chladicí média. V tomto případě se teplota kapalného metanu postupně snižuje. Tato technologie vyžaduje velké kapitálové výdaje. V současné době je tento proces vylepšen a okamžitě se používá směs chladiv (ethan a propan). Takové schéma se stalo samoochlazovacím, protože tyto látky se získávají ze zkapalněného zemního plynu. Náklady se mírně snížily, ale zůstávají vysoké.
Při aplikaci expanzního schématu se používají ekonomičtější odstředivé stroje. Směs je předběžně očištěna od vody a jiných nečistot a zkapalněna pod tlakem v důsledku výměny tepla s proudem studeného expandovaného plynu. Tento proces však vyžaduje více energie než u kaskádového schématu (o 25–35 %). Zároveň se však ušetří kapitálové náklady na kompresory a provoz zařízení.
Teplota kapalného metanu získaného z výše uvedeného procesu je v průměru 162 stupňů.
Aplikace metanu
Rozsah metanu, jak v plynném, tak v kapalném stavu, je velmi rozsáhlý. Používá se jako palivo, jako surovina pro průmysl, v každodenním životě, vjako anabolické steroidy pro budování svalové hmoty.
Nedokonalým spalováním metanu vznikají saze, které se hojně využívají v průmyslu: při výrobě gumy, razítek, krémů na boty atd. Vyrábí se z nich také kyselina kyanovodíková a octová, metanol, acetylen, čpavek, sirouhlík jako palivový plyn (věčný plamen).
Kapalný metan se používá jako motorové palivo pro automobily. Má o 15 % vyšší oktanové číslo než benzín a také vysokou výhřevnost a antidetonační vlastnosti. Podle recenzí kapalný metan shoří téměř celý a při správné instalaci příslušného zařízení na auto dochází oproti benzínu (při cestování na dlouhé vzdálenosti) k poměrně značným úsporám.
Tento plyn se aktivně používá k výrobě léků, které zvyšují svalovou hmotu. Na jeho základě se vyrábějí produkty jako Dianoged, Danabol, Nerobol, které jsou nejvíce žádané. Předpokládá se, že tyto léky mají pozitivní vliv na lidské tělo:
- posilovat kosti;
- stimulovat tvorbu sexuálních znaků;
- spalování tuku;
- zvýšit výdrž;
- urychlit syntézu bílkovin.
Je však důležité si pamatovat, že všechny léky mají vedlejší účinky, proto by měly být užívány pod dohledem lékaře.
Na základě výše uvedeného můžeme dojít k závěru, že výrobakapalný metan je velmi slibná oblast moderního průmyslu.
