Metan là một loại khí hydrocacbon đơn giản nhất, có công thức hóa học là CH4. Metan là thành phần chính của khí thiên nhiên và khí dầu mỏ, được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu, khí đốt và nguyên liệu hóa học.

Vậy trong công nghiệp metan được điều chế từ đâu? Có những phương pháp nào để sản xuất metan? Metan có những tính chất và ứng dụng gì? Hãy cùng  Huanluyenantoanlaodong; tìm hiểu qua bài viết sau đây.

Trong Công Nghiệp Metan Được Điều Chế Từ Đâu?

Trong công nghiệp, người ta thu khí metan và các đồng đẳng của nó bằng cách chiết tách từ khai thác khí thiên nhiên và dầu mỏ. Khí thiên nhiên là một hỗn hợp các khí hydrocacbon, chủ yếu là metan (khoảng 70-90%), cùng với etan, propan, butan, pentan và các khí không phản ứng như nitơ, heli, cacbon dioxit và hidro sunfua.

Dầu mỏ là một hỗn hợp các chất lỏng hydrocacbon, có thể chứa các khí tan trong dầu như metan, etan, propan và butan. Để thu được metan từ khí thiên nhiên và dầu mỏ, người ta sử dụng các phương pháp như:

• Làm lạnh:

Người ta làm lạnh khí thiên nhiên hoặc dầu mỏ để ngưng tụ các thành phần lỏng hoặc rắn ra khỏi hỗn hợp khí. Sau đó người ta tách lọc các thành phần lỏng hoặc rắn này để thu được các sản phẩm như etan, propan, butan, pentan, benzen, toluen và xylol. Phần còn lại của hỗn hợp khí chủ yếu là metan và các khí không phản ứng.

• Hấp thụ:

 Người ta cho khí thiên nhiên hoặc dầu mỏ đi qua các dung dịch hấp thụ như glycol hoặc amin để loại bỏ các thành phần không mong muốn như hidro sunfua, cacbon dioxit và nước. Sau đó người ta tái sinh dung dịch hấp thụ để thu hồi các thành phần này. Phần còn lại của hỗn hợp khí chủ yếu là metan và các khí không phản ứng.

• Hóa học:

Người ta cho khí thiên nhiên hoặc dầu mỏ phản ứng với các chất oxi hóa như oxi, ozon hoặc hidro peroxit để tạo ra các sản phẩm có giá trị cao như metanol, formaldehit, axit axetic và axit fomic. Phần còn lại của hỗn hợp khí chủ yếu là metan và các khí không phản ứng.

Ngoài ra, người ta cũng có thể điều chế metan bằng cách khử các dẫn xuất metyl của các halogen, ancol hoặc carbonyl. Ví dụ:

• CH3Cl + H2 → CH4 + HCl
• CH3OH + H2 → CH4 + H2O
• CH3CHO + H2 → CH4 + CH3OH

Khí metan là gì?

Khí metan ( methane ) hay còn có cái tên khác là khí bùn ao, được hiệu là CH4 trong hóa học .

Khí metan là một hidrocacbon nằm trong dãy đồng đẳng của ankan. Chúng là thành phần chính của dầu mỏ, có trong tự nhiên khá nhiều. 

Metan được tạo ra trong quá trình chế biến, chưng cất hay sản xuất khí dầu mỏ. Chính vì vậy nó cũng xuất hiện trong gia đình bạn vì nó có trong các bình gas.

 Khí metan có ở đâu trong tự nhiên

• Metan có thể xuất hiện từ các khí thải của sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, cháy rừng cũng không ngoại lệ.
• Metan có trong quá trình sinh học có trong ruột động vật, tiêu biểu là sự men hóa trong đường ruột, dạ dày của động vật nhai lại.
• Có trong sự phân hủy kị khí ở những nơi ao hồ, đầm lầy, trầm tích dưới đáy biển…Dưới hầm cầu chúng cũng xuất hiện sự lên mem yếm khí.
• Metan là một trong những thành phần chính của khí tự nhiên, đặc biệt là dầu mỏ vì thế cũng dễ bắt cháy.
• Một điểm đặc biệt lưu ý là metan có nhiều trong những hang động, đá giếng sâu. Vì thế tuyệt đối không tự ý xuống dưới giếng, hố sâu khi không có được sự chuẩn bị kĩ càng. Muốn xuống giếng sâu cần có đồ bảo hộ, mặt nạ chống độc. Đặc biệt hơn là tuyệt đối không được mang theo bất cứ vật dụng nào dù kích nổ, bắt cháy ở mức độ nào. Chỉ cần sử dụng một ngọn lửa rất nhỏ trong môi trường chứa nhiều metan cũng cháy lớn, phát nổ và chết người

• Khí metan tuy không độc trực tiếp nhưng cũng gây nguy hiểm cho con người như: dễ bắt cháy gây nôt, tích tụ quá nhiều sẽ gây ngạt thở, đồng thời còn có khả năng gây nhiễm độc khí CO.
• Metan còn là một trong những chất tạo nên hiện tượng hiệu ứng nhà kính, nóng lên toàn cầu. Nó có ở trong khí quyển Trái đất nhưng không đáng kể. Mật độ metan còn thay đổi theo mùa. Tuy nhiên hiện nay nó vẫn đang có chiều hướng tăng.

Tính chất và ứng dụng của metan

Metan là một khí không màu, không mùi, không vị và ít tan trong nước. Metan có khối lượng phân tử là 16 g/mol và khối lượng riêng là 0,717 kg/m3. Metan có nhiệt độ sôi là -161,5 °C và nhiệt độ nóng chảy là -182,5 °C. Metan có tính chất hóa học như sau:

• Metan là một chất khí dễ cháy, khi phản ứng với oxi tạo ra nước và cacbon dioxit, tỏa ra nhiều nhiệt. Phương trình phản ứng là: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
• Metan có thể tham gia các phản ứng thế với các halogen như clo, brom, iot khi có ánh sáng hoặc nhiệt độ cao, tạo ra các dẫn xuất metyl halogen. Ví dụ: CH4 + Cl2 →hv/to CH3Cl + HCl
• Metan có thể phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao và có xúc tác kim loại để tạo ra khí hidro và khí cacbon monoxit. Phương trình phản ứng là: CH4 + H2O →700-900oC, Ni CO + 3H2
• Metan có thể bị phân hủy ở nhiệt độ rất cao để tạo ra axetilen và hidro. Phương trình phản ứng là: 2CH4 →1500oC C2H2 + 3H2

Metan có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp và đời sống, chẳng hạn như:

• Làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông như xe hơi, xe buýt, xe tải, máy bay và tàu thủy. Metan có lợi thế là ít gây ô nhiễm môi trường hơn các nhiên liệu khác như xăng, dầu hoặc than.
• Làm khí đốt cho các thiết bị gia dụng như bếp gas, lò sưởi, máy sấy và máy phát điện. Metan có lợi thế là dễ dàng vận chuyển và lưu trữ qua đường ống hoặc bình gas.

• Làm nguyên liệu hóa học để sản xuất các chất quan trọng như metanol, formaldehit, axit axetic, axit fomic, axetilen và các polime như polietilen và polipropilen.

Trong hóa công nghiệp, metan là nguyên liệu chính để sản xuất ra các chất hydro, methanol, các loại axit axetic và anhydrit axetic.

• Metan là nguyên liệu để điều chế ra H2 theo phương trình:

           CH4 + H2O (t°, xt) → CO2 + H2

• Metan là nguyên liệu chính để điều chế bột than và nhiều chất hóa học khác như metanol, anhydride axetic hay axit axetic…

Trên đây là những thông tin giải đáp về thắc mắc Trong Công Nghiệp Metan Được Điều Chế Từ Đâu? Huanluyenantoanlaodong hi vọng bài viết này hữu ích với bạn!