Agrāk, rafinējot naftu, uzņēmumi bija spiesti sadedzināt šķidro metānu, izmantojot lāpas, jo nevarēja pārnest kondensātu turpmākai naftas ķīmijas pārstrādei. Tagad viņi ir iemācījušies to transportēt un izmantot daudzās rūpniecības jomās. Tajā pašā laikā tas labi uzglabājas un degšanas laikā neveido kaitīgus piemaisījumus.
Metāna fizikālās un ķīmiskās īpašības
Metāns ir viens no vienkāršākajiem ogļūdeņražiem. Tas ir vieglāks par gaisu, nav toksisks, slikti šķīst ūdenī un tam nav jūtamas smakas. Tiek uzskatīts, ka metāns nav bīstams cilvēkiem, taču ir gadījumi, kad tas ietekmē centrālo un veģetatīvo nervu sistēmu. Uzkrājoties telpās, koncentrācijā gaisā no 4% līdz 17% tas kļūst sprādzienbīstams. Tāpēc, lai to atklātu cilvēks (bez instrumentiem), metānam bieži tiek pievienotas īpašas vielas, kas atgādina gāzes smaku. Attiecas uz siltumnīcefekta gāzēm. Metānā izpaužas vājas narkotiskās īpašības, kuras vājina zemā šķīdība ūdenī.
Pēc izcelsmes savienojumu ar dažādām vielām un ķīmisko reakciju rezultātā iedala:
- biogēns (bioloģisks);
- biogēns (neorganisks);
- baktēriju (mikroorganismu dzīvībai svarīga darbība);
- termogēni (termoķīmiskie procesi).
Šo gāzi iegūst arī laboratorijā, karsējot nātrija kaļķi vai bezūdens nātrija hidroksīdu ar saldētu etiķskābi.
Metāns šķidrā stāvoklī aizņem 600 reizes mazāku tilpumu nekā gāzveida stāvoklī. Tāpēc, lai atvieglotu transportēšanu un uzglabāšanu, tas tiek pakļauts sašķidrināšanai. Šķidrais metāns ir bezkrāsains šķidrums bez smaržas. Tas saglabā gandrīz visas gāzes īpašības. Šķidrā metāna kritiskais spiediens ir 4,58 MPa (minimālais, pie kura tas pārvēršas šķidrumā).
Esamība dabā
Metāns ir daļa no šādām gāzēm un ir to galvenā sastāvdaļa:
- dabisks (līdz 98%);
- eļļa (40-90%);
- purvs (99%);
- kalnračs (35–50%);
- dubļu vulkāni (vairāk nekā 94%).
To satur arī okeānu, ezeru, jūru ūdens. Tas atrodas tādu planētu kā Zeme, Saturns, Jupiters, Urāns atmosfērā un Mēness virsmas gāzēs. Liels daudzums ir atrodams ogļu šuvēs. Tas padara pazemes ieguvi par sprādzienbīstamu darbību.
SDG tehnoloģija
Tīru metānu iegūst no dabasgāzes, atdalot no tās citas sastāvdaļas: etānu, propānu, butānu un slāpekli. Lai iegūtu šķidru metānu, gāzi saspiež un pēc tam atdzesē. Sašķidrināšanas processražots ciklos. Katrā posmā skaļums samazināsies līdz 12 reizēm. Pēdējā ciklā tas pārvēršas šķidrumā. Sašķidrināšanai tiek izmantoti dažādi augu veidi, tostarp:
- drosele;
- turbīna-virpulis;
- turbo-paplašinātājs.
Var izmantot šādas shēmas:
- kaskādes;
- paplašināšana.
Kaskādes shēmā tiek izmantoti trīs dzesēšanas līdzekļi. Šajā gadījumā šķidrā metāna temperatūra pakāpeniski pazeminās. Šī tehnoloģija prasa lielus kapitālieguldījumus. Šobrīd šis process ir uzlabots un nekavējoties tiek izmantots aukstumaģentu maisījums (etāns un propāns). Šāda shēma ir kļuvusi pašatdzesējoša, jo šīs vielas iegūst no sašķidrinātas dabasgāzes. Izmaksas ir nedaudz samazinājušās, taču joprojām ir augstas.
Pielietojot paplašināšanas shēmu, tiek izmantotas ekonomiskākas centrbēdzes mašīnas. Maisījums tiek iepriekš attīrīts no ūdens un citiem piesārņotājiem un sašķidrināts zem spiediena siltuma apmaiņas dēļ ar aukstu paplašinātu gāzes plūsmu. Tomēr šis process prasa vairāk enerģijas nekā ar kaskādes shēmu (par 25-35%). Taču tajā pašā laikā tiek ietaupītas kapitāla izmaksas kompresoru un iekārtu ekspluatācijai.
Iepriekšminētajā procesā iegūtā šķidrā metāna temperatūra ir vidēji 162 grādi.
Metāna lietojumprogrammas
Metāna klāsts gan gāzveida, gan šķidrā stāvoklī ir ļoti plašs. To izmanto kā degvielu, kā izejvielu rūpniecībai, sadzīvē, inkā anaboliskie steroīdi muskuļu masas veidošanai.
Metāna nepilnīga sadegšana rada kvēpus, ko plaši izmanto rūpniecībā: gumijas, zīmogu krāsu, apavu krēmu uc ražošanā. Tos izmanto arī ciānūdeņražskābes un etiķskābes, metanola, acetilēna, amonjaka, oglekļa disulfīds kā deggāze (mūžīgā liesma).
Šķidrais metāns tiek izmantots kā motordegviela automašīnām. Tam ir par 15% augstāks oktānskaitlis nekā benzīnam, kā arī augsta siltumspēja un pretdetonācijas īpašības. Saskaņā ar atsauksmēm šķidrais metāns izdeg gandrīz pilnībā, un, pareizi uzstādot atbilstošu aprīkojumu automašīnai, tiek panākts diezgan ievērojams ietaupījums salīdzinājumā ar benzīnu (braucot lielos attālumos).
Šo gāzi aktīvi izmanto tādu medikamentu ražošanai, kas palielina muskuļu masu. Uz tā pamata tiek ražoti tādi produkti kā Dianoged, Danabol, Nerobol, pēc kuriem ir vislielākais pieprasījums. Tiek uzskatīts, ka šīm zālēm ir pozitīva ietekme uz cilvēka ķermeni:
- stiprina kaulus;
- stimulē seksuālo īpašību veidošanos;
- sadedzināt taukus;
- palieliniet izturību;
- paātrināt proteīnu sintēzi.
Tomēr ir svarīgi atcerēties, ka visām zālēm ir blakusparādības, tāpēc tās jālieto ārsta uzraudzībā.
Pamatojoties uz iepriekš minēto, varam secināt, ka iestudējumsšķidrais metāns ir ļoti daudzsološa mūsdienu rūpniecības joma.
