في هذه المقالة ، سوف نستكشف عالم الميثان ، وهو أحد المركبات الكيميائية المهمة في عائلة الهيدروكربونات ، ويتميز شكلها الكيميائي. على الرغم من أن غاز الميثان لا رائحة في حالته النقية ، إلا أنه قد يتم إعطاؤه رائحة مميزة عند استخدامها تجاريًا عن طريق مزجها بكميات صغيرة من مركبات الكبريت ، مثل مركبات الإيثيل ، مما يسهل اكتشاف تسريباتها في حالة حدوث أي ضرر.
الغاز الطبيعي هو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي ، وهو أحد أبرز أنواع الوقود المستخدمة في مختلف البلدان في العالم. في الخطوط القادمة ، سوف نأكل هذا الغاز بالتفصيل ، وشرح استخداماته ومصادره ، لذلك تابعنا.
الميثان
غاز الميثان هو واحد من الغازات التي تسبب ظاهرة الاحتباس الحراري ، حيث يمكن أن تسخن الجو بقوة تصل إلى 25 مرة أكثر من تأثير ثاني أكسيد الكربون.
هذا الغاز ، الموجود في الغلاف الجوي ، هو غاز غير مرئي ويوجد بكميات صغيرة.
بالنظر إلى خصائصها الكيميائية ، نجد:
- يتم حرقه مع لهب أزرق في الهواء ، ناتج عن ثاني أكسيد الكربون المحترق وبخار الماء ، طاقة حرارية تمامًا.
- يتفاعل غاز الميثان مع بخار الماء وبعض أكاسيد المعادن ، تحت إشراف العوامل الريفية ، في ارتفاع درجات الحرارة وضغط الهواء المرتفع ، لإنتاج الغاز الاصطناعي ، والذي يتكون من أول أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين ، المستخدم في العديد من الصناعات.
- يمكن أن يتحلل غاز الميثان عن مكوناته الأساسية عند تسخينها في أنابيب معدنية إلى درجات حرارة معينة ، ويسمى الكربون الناتج “الكربون الأسود”.
هناك العديد من الخصائص الفيزيائية المميزة لغاز الميثان ، بما في ذلك:
- يتميز بأنه رائحة ولون شفاف ولون.
- كثافتها أقل من كثافة الهواء.
- يمكن أن يتحول إلى سائل في درجات حرارة منخفضة وضغط مرتفع.
- كما أنها نادرة في الماء.
عندما يتم حرق جزيء واحد من الميثان في وجود الأكسجين ، فإنه يؤدي إلى ماء H2O وجزء واحد من ثاني أكسيد الكربون CO2.
يستخدم الميثان
يحتوي غاز الميثان على مجموعة متنوعة من الاستخدامات ، بما في ذلك:
- حوالي 80 إلى 90 ٪ من الغاز الطبيعي المستخدم كوقود.
- يتم استخدامه في تحضير الميثان النيترو ، والذي يستخدم في تصنيع المبيدات والأدوية الطبية.
- يتم إنتاج غاز الهيدروجين من الميثان ، والذي يستخدم في تصنيع الأمونيا ، والذي بدوره يستخدم في مواد إنتاج الأسمدة والقصف.
- تُستخدم العديد من المركبات العضوية لإنتاج كلوريد الكربون الرابع ، وهو عامل مهم لإطفاء الحرائق والمذيبات ، ويستخدم أيضًا في تصنيع التخدير المعروف باسم الكلوروفورم.
- يتم استخدامه في الذوبان والتجفيف وتعقيم المنتجات المختلفة.
- إنه مصدر أساسي للطعام والأوراق والحجارة ومصافي الزجاج والزيت.
- يتم استخدامه كوقود لتوليد الطاقة ، حيث يوفر حوالي 55594 GOL لكل كيلوغرام ، وهو ما يعادل حوالي 13300 سعرة حرارية ، وفقًا للمعادلة التالية: Energy + CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O.
- يتم استخدامه في مجموعة واسعة من الصناعات ، بما في ذلك النايلون والبلاستيك والفورمالديهايد والكحول وغيرها.
- يتم إنتاج الكربون الأسود منه ، والذي يستخدم في صناعة الحبر.
- يتم استخدامه كوقود للسيارات والمركبات.
- يمكن استغلالها بشكل فعال داخل مناجم الفحم عن طريق حقن الألغام في شبكات خطوط الأنابيب للغاز الطبيعي ، بالإضافة إلى استخدامه في توليد الطاقة الكهربائية.
مصادر الميثان
هناك مصادر مختلفة لاستخراج غاز الميثان ، سواء كانت طبيعية أو صناعية ، وسنراجعها في النقاط التالية.
مصادر طبيعية
يتم استخراج غاز الميثان من الرواسب الجيولوجية ويعتبر جزءًا من وقود الهيدروجين ، ويمكن الحصول عليه من المصادر الطبيعية التالية:
- تنتج الحيوانات الميثان أثناء هضم الطعام ، مثل الأغنام والجمال والماعز والجاموس والأبقار ، حيث يتم استخلاصها بنسبة 15 ٪ إلى 17 ٪.
- تم العثور عليها في المستنقعات ونسبة الميثان حوالي 23 ٪.
- ينتج تحلل النفايات العضوية أيضًا غاز الميثان.
- يمثل وقود الوقود حوالي 20 ٪ من إجمالي الغاز.
- يتم إنتاج الميثان من خلال عملية احتراق الكتلة الحيوية.
- يتم إنتاج بعض البكتيريا خلال كميات زراعة الأرز من غاز الميثان.
- هناك أيضًا كميات كبيرة من الغاز الطبيعي المجمد تحت قاع البحر ، حيث تقدر احتياطيات هيدرات الميثان بحوالي ثلاثة آلاف جيجابايت ، مما يساعد على تقليل احتياطيات الطاقة المتاحة من مصادر الطاقة التقليدية مثل الزيت والفحم والغاز الطبيعي.
بعض الدول تحفر هيدرات الميثان في البحار لتلبية احتياجاتها المتزايدة للطاقة ، ومن بين هذه البلدان كوريا الجنوبية واليابان والهند والصين والولايات المتحدة والبرازيل.
المصادر الصناعية
يمكن إنتاج غاز الميثان من خلال مجموعة من التفاعلات الكيميائية ، ويمكن أيضًا الحصول عليها في شكل فشل في المحيط بكميات تبلغ حوالي 10 آلاف طن. هناك بعض النظريات التي تشير إلى أن إطلاق هذه الكميات فجأة قد يؤدي إلى درجة حرارة عالية.
غاز الميثان هو أنشطة بشرية
تشير الإحصاءات إلى أن حوالي 60 ٪ من إنتاج الميثان ناتج عن الأنشطة البشرية ، وخاصة الأنشطة الزراعية. خلال 200 عام الماضية ، تضاعف تركيز الغاز في الغلاف الجوي من 0.8 إلى 1.6 جزء لكل مليون.
مع هذا ، قمنا بمراجعة العديد من جوانب غاز الميثان ، وندعوك إلى متابعة كل شيء جديد من خلال موسوعةنا ، ونتمنى لك مستمرة الصحة والسلامة.