گاز متان
گاز متان اولین و ساده‌ترین هیدروکربن از گروه آلکانهاست که جزء اصلی گاز طبیعی به شمار می‌رود. فرمول شیمیایی گاز متان (CH4) بوده و محتوای کربنی کمتری داشته که به‌طور طبیعی در نتیجه تجزیه بی‌هوازی مواد آلی تولید می‌شود. این گاز قابل اشتعال است که به راحتی در هوا می‌سوزد و با اکسیژن واکنش می‌دهد و به دلیل فراوانی آن در زمین، به عنوان سوختی اقتصادی مورد توجه قرار گرفته است.
مشخصات فنی گاز متان خالص
از انواع خواص فیزیکی و شیمیایی این گاز در جدول زیر ذکر شده است :
|
نام علمی |
Methane |
|---|---|
|
فرمول شیمیایی |
CH۴ |
|
جرم اتمی |
۴۰.۰۷ g/mol |
|
ساختار |
چهار وجهی منتظم (تتراهدرال) ۴ پیوند یگانه بین کربن و هیدروژن |
|
حالت فیزیکی در دمای |
گاز فشرده |
|
رنگ |
بدون رنگ |
|
بو |
بدون بو |
|
چگالی |
۰.۰۴۲۳ lb/ft۳ |
|
نقطه ذوب |
℃۱۸۷.۶- |
|
نقطه جوش |
℃۱۶۱.۴۸- |
|
حلالیت در آب |
۰.۰۲ g/lit |
|
پایین ترین حد اشتعال |
۵% |
|
بالاترین حد اشتعال |
۱۵% |
موارد ایمنی و خطرات گاز متان
نکات ایمنی و مخاطرات گاز متان و پیشگیری از خطرات احتمالی
|
علائم |
پیشگیری |
کمک های اولیه |
|
|---|---|---|---|
|
استنشاق |
کاهش اکسیژن خون |
انتقال فرد به هوای تازه، در صورت نیاز تنفس مصنوعی انجام شود و به پزشک مراجعه شود |
انتقال به هوای تازه، انجام تنفس مصنوعی یا اکسیژن در صورت ایست تنفسی و مراجعه به پزشک در صورت شدت علائم. |
|
پوست |
تحریک پوست |
استفاده از دستکش و لباس محافظ |
شستشوی پوست با صابون و آب، خارج کردن لباس‌های آلوده با احتیاط و مراجعه به پزشک در صورت نیاز |
|
چشم ها |
تحریک چشم‌ها |
استفاده از عینک ایمنی و محافظ صورت |
استفاده از عینک ایمنی و محافظ صورت |
فرآیند تولید گاز متان CH4
منابع طبیعی انتشار متان به‌طور مستقیم از فرآیندهای طبیعی زمین ناشی می‌شوند.
فعالیت‌های زیستی (بیولوژیکی) در محیط‌های بی‌هوازی
- برخی از میکروارگانیسم‌ها که در زیست‌گاه‌های خاص مانند باتلاق‌ها و تالاب‌ها زندگی می‌کنند، در شرایط بی‌هوازی گاز متان تولید می‌کنند. این فرآیند در موجودات زنده مانند جانوران گیاه‌خوار (خصوصاً دام‌هایی که در دستگاه گوارش خود گاز متان تولید می‌کنند) هم اتفاق می‌افتد.
- بیوگاز، که عمدتاً از متان و دی‌اکسید کربن تشکیل شده است، از تجزیه بیولوژیکی مواد آلی مانند ضایعات کشاورزی، فضولات دامی، یا زباله‌های شهری تولید می‌شود. این فرآیند معمولاً در شرایط بی‌هوازی (بدون اکسیژن) و توسط میکروارگانیسم‌ها انجام می‌شود.
- فرآیند تولید: در فرآیند هضم بی‌هوازی، میکروب‌ها مواد آلی را تجزیه کرده و گازهای متان و دی‌اکسید کربن تولید می‌کنند. در این روش، متان از مواد آلی در شرایط کنترل‌شده به‌دست می‌آید.
مزایا:
-استفاده از منابع تجدیدپذیر
- کاهش آلودگی و سازگار با محیط زیست
-پایدار و دوستدار محیط‌زیست
معایب:
- پتانسیل تولید محدود
- هزینه های راه اندازی و نگهداری بالا
- انتشار مستقیم گاز گلخانه‌ای
فعالیت‌های آتشفشانی
هنگام فوران آتشفشان‌ها، متان و دیگر گازهای گلخانه‌ای از دل زمین به جو آزاد می‌شوند. این گازها به‌طور عمده از لایه‌های آتشفشانی یا شکاف‌های زیر سطح زمین بیرون می‌آیند.
مزایا:
- یکی از منابع اولیه و طبیعی متان
معایب:
- محدود و غیرقابل کنترل برای بهره‌برداری انسانی
- تاثیر برتغییرات اقلیمی و افزایش گاز های گلخانه ای
این منابع به فعالیت‌های انسانی مربوط می‌شوند که باعث انتشار متان به جو می‌شوند. این فعالیت‌ها معمولاً به‌طور مستقیم با استفاده از منابع انرژی یا فرآیندهای صنعتی ارتباط دارند.
تولید سیمان و مواد کربنی
فرآیند تولید سیمان، که شامل حرارت دادن سنگ آهک است، می‌تواند منجر به انتشار متان و سایر گازهای کربنی به جو شود. علاوه بر این، در تولید مواد کربنی مانند زغال‌سنگ، نیز گازهای متان به‌عنوان یکی از محصولات جانبی تولید می‌شود.
فرایند گازی سازی زیست توده (Biomass Gasification)
در این فرآیند، مواد آلی (زیست‌توده) تحت دمای بالا و با حضور محدود اکسیژن تجزیه شده و گاز سنتز (syngas) تولید می‌شود. سپس با استفاده از واکنش‌های کاتالیستی، گاز سنتز به متان تبدیل می‌شود.
مزایا:
- استفاده از منابع تجدیدپذیر
- کاهش پسماندهای زیستی
معایب:
- نیاز به زیرساخت‌های صنعتی
- تولید CO و CO₂ در مراحل اولیه
واکنش متان‌سازی از گاز سنتز (Catalytic Methanation)
در این روش، گاز سنتز CO و H₂ با استفاده از کاتالیست نیکل در دمای حدود ۳۰۰-۴۰۰ درجه سانتی‌گراد و فشار بالا به متان تبدیل می‌شود.
مزایا:
- راندمان بالا
- قابل کنترل در مقیاس صنعتی
معایب:
- مصرف انرژی زیاد
- نیاز به کاتالیست‌های گران
هیدروژناسیون CO₂ (Power-to-Gas)
در این فرآیند، گاز CO₂ با هیدروژن (تولید شده از الکترولیز آب با انرژی تجدیدپذیر) واکنش داده و متان تولید می‌شود.
مزایا:
- ذخیره انرژی تجدیدپذیر
- کاهش گازهای گلخانه‌ای
معایب:
- هزینه بالای تولید هیدروژن
- نیاز به زیرساخت انرژی تجدیدپذیر
تولید متان از زباله (Landfill Gas Recovery)
در این روش، گاز حاصل از تجزیه مواد آلی در محل دفن زباله جمع‌آوری و فرآوری شده و متان آن استخراج می‌شود.
مزایا:
- کاهش گازهای گلخانه‌ای
- بازیافت زباله‌ها به انرژی
معایب:
- متغیر بودن کیفیت گاز
- نیاز به سیستم‌های تصفیه گاز
تولید متان از (گاز طبیعی)
در این روش، متان از میادین گازی طبیعی استخراج می‌شود. این گاز عمدتاً از متان تشکیل شده است و به‌طور مستقیم به‌عنوان یک منبع انرژی استفاده می‌شود. این روش یکی از رایج‌ترین و شناخته‌شده‌ترین روش‌های تولید متان است.
- فرآیند استخراج: استخراج متان از میادین گازی از طریق حفاری به لایه‌های زیرزمینی صورت می‌گیرد.
- واکنش‌ها: در این روش هیچ واکنش شیمیایی پیچیده‌ای انجام نمی‌شود؛ متان مستقیماً از منابع طبیعی استخراج و به مصرف می‌رسد.
مزایا:
- منابع فراوان
- هزینه های تولید پایین
- امکان تولید در مقیاس های بالا
معایب:
- آلودگی محیط‌زیست
- محدودیت منابع
استعلام قیمت گاز متان
قیمت گاز متان بر اساس خلوص و حجم کپسول متفاوت خواهد بود. جهت ثبت سفارش و آگاهی از قیمت گاز متان از طریق شماره های موجود در سایت شرکت گاز اردستان با ما تماس بگیرید.
انواع گاز متان
| Purity grade | % Purity | Typical impurities (ppm) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| O₂ | H₂O | N₂ | CnHm | H₂ | ||
| Grade 2.5 | ۹۹.۵% | ۱۰۰ | N.D | ۶۰۰ | ۳۰۰۰ | ۵۰۰ |
| Grade 3.8 | ۹۹.۹۸% | ۳۰ | N.D | ۲۰۰ | ۳۰۰ | ۲۰ |
| Grade 4.5 | ۹۹.۹۹۵% | ۵ | ۵ | ۲۰ | ۲۰ | ۵ |
انواع سیلندر گاز متان
|
نوع گاز |
رنگ سیلندر (INSO 712) |
جنس شیر (ISO 11114) |
جنس سیلندر (ISO 11114) |
|---|---|---|---|
|
گرید آزمایشگاهی |
قرمز (۳۰۰۰) |
برنج (B) فولادهای کربنی (CS) فولادهای ضد زنگ (SS) آلیاژهای آلومینیوم (AA) |
فولادهای کربنی قرار گرفته تحت عملیات حرارتی نرمالایزینگ (NS) فولادهای آلیاژی قرارگرفته تحت عملیات آب دهی (کوئنچ) و برگشت دهی (تمپرینگ) آلیاژهای آلومینیوم (AA) فولادهای ضد زنگ (SS) |
|
گرید صنعتی |
|
جنس سیلندر |
ظرفیت سیلندر(لیتر) |
ارتفاع سیلندر(سانتی متر) |
قطر سیلندر(سانتی متر) |
وزن سیلندر(کیلوگرم) |
ضخامت سیلندر(میلی متر) |
|---|---|---|---|---|---|
|
آلومینیوم |
۲ ۵ ۱۰ ۴۰ |
۴۴ ۵۸.۵ ۸۲.۵ ۱۵۶ |
۱۱ ۱۴ ۱۶ ۲۵ |
۲.۱۸ ۴.۸۶ ۹.۰۴ ۴۵.۰۶ |
۶.۵ ۷.۱ ۸.۱ ۱۵.۳ |
|
فولادی |
۵ ۱۰ ۴۰ ۵۰ |
۵۵ ۹۳ ۱۴۲ ۱۵۶ |
۱۴ ۱۵ ۲۴ ۲۵ |
۸.۷ ۱۴ ۴۸.۹ ۶۰.۸ |
۳.۶ ۳.۶ ۵.۷ ۵.۸ |
کاربرد گاز متان در صنایع مختلف چیست؟
گاز متان بسته به منبع و روش تولید، در انواع مختلفی وجود دارد؛ از متان صنعتی گرفته تا متان زیستی و آزمایشگاهی که در این بخش با گونه‌های مختلف این گاز پرکاربرد آشنا می‌شوید.
منبع انرژی
- سوخت خانگی و صنعتی
متان، به‌عنوان جزء اصلی گاز طبیعی، در مصارف خانگی (پخت‌وپز، گرمایش) و صنعتی (تولید بخار و گرما) استفاده می‌شود. - نیروگاه‌های گازی و سیکل ترکیبی
متان در توربین‌های گازی برای تولید برق به‌کار می‌رود و در مقایسه با زغال‌سنگ، گازهای گلخانه‌ای کمتری تولید می‌کند.
خوراک صنایع شیمیایی
- تولید هیدروژن
از طریق فرایند ریفورمینگ بخار متان (SMR)، هیدروژن تولید می‌شود که در صنایع پتروشیمی، تولید آمونیاک و پالایشگاه‌ها کاربرد دارد. - تولید آمونیاک
هیدروژن حاصل از متان در فرآیند هابر برای تولید آمونیاک استفاده می‌شود (پایه تولید کودهای نیتروژنی). - تولید متانول
متانول حاصل از متان می‌تواند به اولفین‌های سبک تبدیل شود (MTO)، که در صنایع پلاستیک‌سازی کاربرد دارد. - تولید اولفین‌ها (اتیلن، پروپیلن)
متانول حاصل از متان می‌تواند به اولفین‌های سبک تبدیل شود (MTO)، که در صنایع پلاستیک‌سازی کاربرد دارد.
سوخت‌های پاک و حمل‌ونقل
- CNG گاز طبیعی فشرده
متان فشرده به‌عنوان سوخت خودروهای گازسوز استفاده می‌شود. مزایای آن شامل آلایندگی کمتر و قیمت مناسب‌تر نسبت به بنزین است. - پیل سوختی
متان به‌عنوان منبع هیدروژن در پیل‌های سوختی استفاده می‌شود. در این سیستم‌ها، متان با بخار واکنش داده و هیدروژن تولید می‌کند که در پیل سوختی برای تولید برق و آب مصرف می‌شود.
انرژی های تجدید پذیر و متان زیستی
- بیوگاز
متان حاصل از تجزیه مواد آلی (زباله، فاضلاب، کود) قابل جمع‌آوری و استفاده برای تولید برق، گرما یا سوخت است. - ترکیب با انرژیهای پاک
متان به‌صورت مکمل در کنار منابع تجدیدپذیر برای تولید پایدار انرژی یا هیدروژن سبز استفاده می‌شود.
مخلوط های گازی و کالیبراسیون آنالایزر (دتکتورها)
طبق مواردی که در بالا اشاره شد، این گاز به‌عنوان گاز کالیبراسیون در آنالایزر (دتکتور) های گاز متان، برای پایش نشتی یا تجمع خطرناک گاز متان در معادن استفاده می‌شود،گاز متان همچنین به‌صورت مخلوط‌های گازی، مانند ترکیب معروف P-10 (شامل ۹۰٪ آرگون و ۱۰٪ متان)، در دستگاه‌های شمارشگر گازی (Gas Proportional Counters)و کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography) کاربرد دارد.
استفاده در تحقیقات پیشرفته
گاز متان علاوه بر اینکه در مطالعات بنیادی برای بررسی عملکرد کاتالیزورها در واکنش‌های فعال‌سازی پیوند C-H استفاده می‌شود، از راکتورهای پلاسما، نانورآکتورها، و فناوری‌های هیبریدی برای تبدیل گاز متان به مواد با ارزش افزوده بالا، در حال پیشرفت است.
قیمت گاز متان صنعتی
|
قیمت گاز متان |
میزان خلوص گاز متان |
|---|---|
|
تماس بگیرید |
Methane 99.999 (5) |
|
تماس بگیرید |
Methane 99.9995 (5.5) |
|
تماس بگیرید |
Methane 99.9999 (6) |
مقالات مرتبط با گاز متان
آینده گاز هلیوم، آیا منابع رو به کاهش هستند؟
ایمنی گاز استیلن: راهنمای کامل نگهداری و استفاده مطابق با استانداردها
یخ خشک چیست؟ از تولید تا کاربردهای شگفت‌انگیز
۳ روش کلیدی استخراج هلیوم: از گاز طبیعی تا فناوری غشایی
کاربردهای گاز نیتروژن در صنایع، پزشکی و آزمایشگاه‌ها
سوالات متداول گاز متان
گاز آرگون چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟
یکی از گازهای نجیب و بی‌اثر در جدول تناوبی است که با نماد Ar شناخته می‌شود. این گاز بی‌رنگ، بی‌بو و غیرقابل اشتعال است و حدود ۰.۹۴٪ از جو زمین را تشکیل می‌دهد. ویژگی بارز گاز آرگون، واکنش‌ناپذیری بسیار بالای آن با سایر مواد است. همین خاصیت باعث شده تا در صنایعی مانند جوشکاری، تولید لامپ، پزشکی و عایق‌بندی پنجره‌های دوجداره به وفور استفاده شود. گاز آرگون معمولاً به دو شکل گاز فشرده و مایع عرضه می‌شود و شرکت‌هایی مانند گاز اردستان در ایران، با تولید آرگون با خلوص بالا، نیازهای صنعتی مختلف را برآورده می‌کنند. انتخاب گاز آرگون با کیفیت، تاثیر مستقیمی بر نتیجه نهایی پروژه‌های صنعتی و تحقیقاتی دارد.
گاز آرگون در چه صنایعی بیشترین کاربرد را دارد؟
گاز آرگون به دلیل خاصیت بی‌اثر بودن و پایداری شیمیایی‌اش، در طیف وسیعی از صنایع حیاتی کاربرد دارد. در صنعت جوشکاری، گاز آرگون به عنوان یک محافظ برای جلوگیری از اکسیداسیون فلزات به کار می‌رود و کیفیت اتصالات را به شدت بهبود می‌بخشد. در صنایع شیشه و ساخت پنجره‌های دوجداره نیز، آرگون به عنوان یک گاز عایق استفاده می‌شود تا تبادل حرارتی را کاهش دهد. در صنعت روشنایی، لامپ‌های فلورسنت و لامپ‌های کم مصرف بدون حضور گاز آرگون عملکرد صحیحی نخواهند داشت. همچنین در صنایع پزشکی، آزمایشگاهی و تولید نیمه‌هادی‌ها، این گاز به عنوان یک محیط خنثی و محافظ کاربرد دارد. شرکت گاز اردستان با تامین گاز آرگون با خلوص بالا، نقش مهمی در پیشبرد این صنایع در ایران ایفا می‌کند.
تفاوت گاز آرگون با سایر گازهای بی‌اثر چیست؟
گازهای بی‌اثر شامل عناصر نجیب مانند هلیوم، نئون، آرگون، کریپتون و زنون هستند که همگی در شرایط عادی واکنش‌پذیری بسیار کمی دارند. اما گاز آرگون به دلایلی در بسیاری از صنایع کاربردی‌تر از سایر گازهای مشابه است. اول اینکه آرگون به دلیل فراوانی بیشتر در جو زمین، نسبت به گازهایی مثل کریپتون یا زنون، مقرون به صرفه‌تر است. دوم اینکه چگالی و نقطه جوش آرگون، آن را برای استفاده در جوشکاری، عایق‌سازی و فرایندهای حرارتی ایده‌آل می‌کند. در مقابل، هلیوم بسیار سبک‌تر است و در جوشکاری تنها در شرایط خاص و هزینه بالا استفاده می‌شود. گاز آرگون همچنین در لامپ‌ها و پنجره‌های دوجداره عملکرد پایدارتری نسبت به سایر گازها دارد. گاز اردستان با عرضه انواع گاز آرگون صنعتی و آزمایشگاهی، گزینه‌ای مطمئن برای خرید این گاز کلیدی در کشور به شمار می‌رود.
چه نوع گاز آرگونی برای جوشکاری مناسب‌تر است؟
برای جوشکاری با کیفیت بالا، انتخاب نوع مناسب گاز آرگون اهمیت زیادی دارد. در بیشتر موارد، از آرگون با خلوص بالا (۹۹.۹٪ یا بیشتر) به عنوان گاز محافظ در فرآیندهای جوشکاری TIG و MIG استفاده می‌شود. این گاز از تماس اکسیژن و نیتروژن هوا با حوضچه جوش جلوگیری کرده و از اکسید شدن و کاهش کیفیت جوش ممانعت می‌کند. در جوشکاری فلزاتی مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ و منیزیم، آرگون خالص یا ترکیب آن با درصد کمی هلیوم یا CO₂ استفاده می‌شود تا نفوذ و پایداری قوس الکتریکی بهتر شود. شرکت گاز اردستان آرگون صنعتی با خلوص‌های مختلف، مناسب برای انواع عملیات جوشکاری، تولید و عرضه می‌کند. توجه به استانداردهای خلوص و منبع تأمین، کیفیت نهایی جوش را به‌طور مستقیم تحت تأثیر قرار می‌دهد.