ნახშირორჟანგიდან მეთანის მიღება არის პროცესი, რომელიც მოითხოვს ლაბორატორიულ პირობებს. ასე რომ, 2009 წელს, პენსილვანიის უნივერსიტეტში (აშშ), მეთანი იწარმოებოდა წყლისა და ნახშირორჟანგისგან ნანომილების გამოყენებით, რომლებიც შედგებოდა TiO 2 (ტიტანის დიოქსიდი) და შეიცავს აზოტის ნარევს. მეთანის მისაღებად მკვლევარებმა წყალი (ორთქლის მდგომარეობაში) და ნახშირორჟანგი მოათავსეს ლითონის კონტეინერებში, შიგნიდან დახურული სახურავით ნანომილებით.
მეთანის მიღების პროცესი ასეთია - მზის შუქის გავლენით მილების შიგნით გაჩნდა ნაწილაკები, რომლებიც ელექტრო მუხტს ატარებენ. ასეთი ნაწილაკები გამოყოფდნენ წყლის მოლეკულებს წყალბადის იონებად (H, რომლებიც შემდეგ ერწყმის წყალბადის მოლეკულებს H 2) და ჰიდროქსილის რადიკალებს (-OH ნაწილაკები). გარდა ამისა, მეთანის მიღების პროცესში, ნახშირორჟანგი იყოფა ნახშირორჟანგად (CO) და ჟანგბადად (O 2). საბოლოოდ, ნახშირბადის მონოქსიდი რეაგირებს წყალბადთან და წარმოქმნის წყალს და მეთანს.
საპირისპირო რეაქცია - ნახშირორჟანგის გამომუშავება ხდება მეთანის ორთქლის დეფორმაციის შედეგად - 700-1100 ° C ტემპერატურაზე და 0,3-2,5 მპა წნევაზე.
მეურნეობები ყოველწლიურად აწყდებიან სასუქის გადაყრის პრობლემას. იხარჯება მნიშვნელოვანი თანხები, რაც საჭიროა მისი გატანისა და დაკრძალვის ორგანიზებისთვის. მაგრამ არსებობს გზა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ არა მხოლოდ დაზოგოთ ფული, არამედ ეს ბუნებრივი პროდუქტი მოგემსახუროთ სარგებლობისთვის.
გონიერი მეპატრონეები დიდი ხანია პრაქტიკაში იყენებენ ეკოტექნოლოგიას, რაც შესაძლებელს ხდის ნაკელიდან ბიოგაზის მიღებას და შედეგის საწვავად გამოყენებას.
ამიტომ, ჩვენს მასალაში ვისაუბრებთ ბიოგაზის წარმოების ტექნოლოგიაზე, ასევე ვისაუბრებთ იმაზე, თუ როგორ ავაშენოთ ბიოენერგეტიკული ქარხანა.
საჭირო მოცულობის განსაზღვრა
რეაქტორის მოცულობა განისაზღვრება ფერმაში წარმოებული სასუქის დღიური რაოდენობის მიხედვით. ასევე აუცილებელია ნედლეულის ტიპის, ტემპერატურისა და დუღილის დროის გათვალისწინება. იმისათვის, რომ ინსტალაცია სრულად იმუშაოს, კონტეინერი ივსება მოცულობის 85-90%-მდე, მინიმუმ 10% უნდა დარჩეს თავისუფალი გაზის გასასვლელად.
ორგანული ნივთიერებების დაშლის პროცესი მეზოფილურ მცენარეში საშუალოდ 35 გრადუს ტემპერატურაზე გრძელდება 12 დღიდან, რის შემდეგაც ფერმენტირებული ნარჩენები ამოღებულია და რეაქტორი ივსება სუბსტრატის ახალი ნაწილით. ვინაიდან ნარჩენები რეაქტორში გაგზავნამდე 90%-მდე წყლით არის განზავებული, ყოველდღიური დატვირთვის განსაზღვრისას მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული სითხის რაოდენობაც.
მოცემული მაჩვენებლებიდან გამომდინარე, რეაქტორის მოცულობა ტოლი იქნება მომზადებული სუბსტრატის (ნაკელი წყლით) დღიური რაოდენობა გამრავლებული 12-ზე (ბიომასის დაშლისათვის საჭირო დრო) და გაზრდილი 10%-ით (ავზის თავისუფალი მოცულობა).
მიწისქვეშა ნაგებობის მშენებლობა
ახლა მოდით ვისაუბროთ უმარტივეს ინსტალაციაზე, რომელიც საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ყველაზე დაბალ ფასად. განიხილეთ მიწისქვეშა სისტემის აშენება. მის გასაკეთებლად საჭიროა ხვრელის გათხრა, მისი ძირი და კედლები შეედინება რკინა გაფართოებული თიხის ბეტონით.
კამერის მოპირდაპირე მხრიდან გამოსახულია შესასვლელი და გამოსასვლელი ღიობები, სადაც დამონტაჟებულია დახრილი მილები სუბსტრატის მიწოდებისა და ნარჩენების მასის ამოტუმბვის მიზნით.
გამოსასვლელი მილი, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 7 სმ-ია, უნდა განთავსდეს ბუნკერის თითქმის ბოლოში, მისი მეორე ბოლო დამონტაჟებულია მართკუთხა კომპენსატორულ კონტეინერში, რომელშიც ნარჩენების ამოტუმბვა მოხდება. სუბსტრატის მიწოდების მილსადენი მდებარეობს ქვემოდან დაახლოებით 50 სმ დაშორებით და აქვს 25-35 სმ დიამეტრი.მილის ზედა ნაწილი შედის ნედლეულის მიმღებ განყოფილებაში.
რეაქტორი მთლიანად უნდა იყოს დალუქული. ჰაერის შეღწევის შესაძლებლობის გამორიცხვის მიზნით, კონტეინერი უნდა იყოს დაფარული ბიტუმიანი ჰიდროიზოლაციის ფენით
ბუნკერის ზედა ნაწილი არის გაზის დამჭერი, რომელსაც აქვს გუმბათი ან კონუსის ფორმა. დამზადებულია ლითონის ფურცლებით ან გადახურვის რკინით. ასევე შესაძლებელია კონსტრუქციის დასრულება აგურის ნაკეთობებით, რომელსაც შემდეგ აკრავენ ფოლადის ბადით და შელესვას. გაზის ავზის თავზე, თქვენ უნდა გააკეთოთ დალუქული ლუქი, ამოიღოთ გაზის მილი, რომელიც გადის წყლის ლუქზე და დააინსტალიროთ სარქველი გაზის წნევის შესამსუბუქებლად.
სუბსტრატის შერევისთვის, დანადგარი შეიძლება აღჭურვილი იყოს დრენაჟის სისტემით, რომელიც მუშაობს ბუშტუკების პრინციპით. ამისათვის ვერტიკალურად დაამაგრეთ პლასტმასის მილები სტრუქტურის შიგნით ისე, რომ მათი ზედა კიდე იყოს სუბსტრატის ფენის ზემოთ. გააკეთეთ მათში ბევრი ხვრელი. წნევის ქვეშ მყოფი გაზი დაიწევს და მაღლა აწევა, გაზის ბუშტები ავზში ბიომასას შეარევს.
თუ არ გსურთ ბეტონის ბუნკერის აშენება, შეგიძლიათ შეიძინოთ მზა PVC კონტეინერი. სითბოს შესანარჩუნებლად, გარშემო უნდა გადაიფაროს თბოიზოლაციის ფენა - პოლისტიროლის ქაფი. ორმოს ფსკერი ივსება რკინაბეტონით 10 სმ ფენით, პოლივინილქლორიდის ავზების გამოყენება შესაძლებელია, თუ რეაქტორის მოცულობა არ აღემატება 3 მ3-ს.
დასკვნები და სასარგებლო ვიდეო თემაზე
როგორ გააკეთოთ უმარტივესი ინსტალაცია ჩვეულებრივი ლულისგან, თქვენ შეიტყობთ, თუ უყურებთ ვიდეოს:
უმარტივესი რეაქტორის დამზადება შესაძლებელია რამდენიმე დღეში საკუთარი ხელით, ხელმისაწვდომი ხელსაწყოების გამოყენებით. თუ ფერმა დიდია, მაშინ უმჯობესია შეიძინოთ მზა ინსტალაცია ან დაუკავშირდეთ სპეციალისტებს.
ჭიანჭველა მჟავა, რომლის ფორმულაა HCOOH, არის უმარტივესი მონოკარბოქსილის მჟავა. როგორც მისი სახელიდან ირკვევა, წითელი ჭიანჭველების დამახასიათებელი გამონადენი გახდა მისი აღმოჩენის წყარო. აღნიშნული მჟავა არის მომწამვლელი ნივთიერების ნაწილი, რომელიც გამოიყოფა ჭიანჭველების მიერ. იგი ასევე შეიცავს ცეცხლმოკიდებულ სითხეს, რომელიც წარმოიქმნება აბრეშუმის ჭიის მძვინვარე ქიაყელებით.
პირველად ჭიანჭველა მჟავას ხსნარი ცნობილი ინგლისელი მეცნიერის ჯონ რეის ექსპერიმენტების დროს იქნა მიღებული. მეჩვიდმეტე საუკუნის ბოლოს მან ჭურჭელში წყალი და წითელი ხის ჭიანჭველები შეურია. შემდეგ ჭურჭელს ადუღებამდე აცხელებდნენ და მასში ცხელი ორთქლის ჭავლს ატარებდნენ. ექსპერიმენტის შედეგი იყო წყალხსნარის მიღება, რომლის განმასხვავებელი მახასიათებელი იყო ძლიერ მჟავე რეაქცია.
მეთვრამეტე საუკუნის შუა ხანებში ანდრეას სიგიზმუნდ მარგგრაფმა მოახერხა სუფთა ჭიანჭველა მჟავის მიღება. უწყლო მჟავა, რომელიც მიიღო გერმანელმა ქიმიკოსმა იუსტუს ლიბიგმა, ითვლება ერთდროულად უმარტივეს და ძლიერ კარბოქსილის მჟავად. თანამედროვე ნომენკლატურის მიხედვით მას მეთანის მჟავას უწოდებენ და უკიდურესად საშიში ნაერთია.
დღემდე წარმოდგენილი მჟავას მიღება რამდენიმე გზით ხორციელდება, მათ შორის რიგი თანმიმდევრული ეტაპებით. მაგრამ დადასტურებულია, რომ წყალბადს და ნახშირორჟანგს შეუძლიათ გადაიქცეს ჭიანჭველა მჟავად და დაუბრუნდნენ პირვანდელ მდგომარეობას. ამ თეორიის შემუშავება გერმანელმა მეცნიერებმა განახორციელეს. თემის აქტუალობა იყო ატმოსფერულ ჰაერში ნახშირორჟანგის გამოყოფის მინიმუმამდე შემცირება. ამ შედეგის მიღწევა შესაძლებელია მისი აქტიური გამოყენებით, როგორც ნახშირბადის ძირითადი წყარო ორგანული ნივთიერებების სინთეზისთვის.
გერმანელი სპეციალისტების მიერ შემუშავებული ინოვაციური ტექნიკა გულისხმობს კატალიზური ჰიდროგენიზაციის განხორციელებას ჭიანჭველა მჟავას წარმოქმნით. მისი თქმით, ნახშირორჟანგი ხდება როგორც საბაზისო მასალა, ასევე გამხსნელი საბოლოო პროდუქტის გამოსაყოფად, ვინაიდან რეაქცია მიმდინარეობს სუპერკრიტიკულ CO2-ში. ამ ინტეგრირებული მიდგომის წყალობით მეთანის მჟავას ერთსაფეხურიანი წარმოება რეალობად იქცევა.
ნახშირორჟანგის ჰიდროგენიზაციის პროცესი მეთანის მჟავის წარმოქმნით ამჟამად აქტიური კვლევის ერთ-ერთი ობიექტია. მეცნიერთა მთავარი მიზანია ქიმიური ნაერთების მიღება ნარჩენებისგან, რომლებიც წარმოიქმნება წიაღისეული საწვავის წვის შედეგად. გარდა ჭიანჭველა მჟავის ფართო გავრცელებისა სხვადასხვა ინდუსტრიებში, უნდა აღინიშნოს მისი მონაწილეობა წყალბადის შენახვაში. შესაძლოა, მზის პანელებით აღჭურვილი მანქანების საწვავის როლი სწორედ ამ მჟავამ შეასრულოს, საიდანაც წყალბადის მოპოვება შესაძლებელია კატალიზური რეაქციებით.
ნახშირორჟანგიდან მეთანის მჟავის წარმოქმნა ერთგვაროვანი კატალიზით, 1970-იანი წლებიდან სპეციალისტების შესწავლის საგანია. მთავარი სირთულე არის წონასწორობის გადატანა საწყისი მასალებისკენ, რაც შეინიშნება წონასწორული რეაქციის ეტაპზე. პრობლემის გადასაჭრელად აუცილებელია ჭიანჭველა მჟავის ამოღება რეაქციული ნარევის შემადგენლობიდან. მაგრამ ამ დროისთვის ამის მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მეთანის მჟავა გარდაიქმნება მარილში ან სხვა ნაერთად. ამრიგად, სუფთა მჟავის მიღება შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ არსებობს დამატებითი ეტაპი, რომელიც შედგება ამ ნივთიერების განადგურებაში, რაც არ იძლევა საშუალებას მიაღწიოს ჭიანჭველა მჟავას წარმოქმნის უწყვეტი პროცესის ორგანიზებას.
თუმცა, უნიკალური კონცეფცია სულ უფრო პოპულარული ხდება, რომელსაც ავითარებენ ვალტერ ლეიტნერის ჯგუფის მეცნიერები. ისინი ვარაუდობენ, რომ ნახშირორჟანგის ჰიდროგენიზაციის ეტაპების ინტეგრაცია და პროდუქტის იზოლაცია მათი განხორციელებით იმავე აპარატში შესაძლებელს ხდის სუფთა მეთანის მჟავას მიღების პროცესის შეუფერხებლად. როგორ შეძლეს მეცნიერებმა მაქსიმალური ეფექტურობის მიღწევა? ამის მიზეზი იყო ორფაზიანი სისტემის გამოყენება, რომელშიც მოძრავი ფაზა წარმოდგენილია სუპერკრიტიკული ნახშირორჟანგით, ხოლო სტაციონარული ფაზა წარმოდგენილია იონური სითხით, თხევადი მარილით. უნდა აღინიშნოს, რომ იონური სითხე გამოიყენებოდა როგორც კატალიზატორის, ასევე ფუძის დასაშლელად მჟავის სტაბილიზაციისთვის. ნახშირორჟანგის ნაკადი იმ პირობებში, როდესაც წნევა და ტემპერატურა აღემატება კრიტიკულ მაჩვენებლებს, ხელს უწყობს მეთანის მჟავის მოცილებას რეაქციული ნარევის შემადგენლობიდან. მნიშვნელოვანია, რომ სუპერკრიტიკული ნახშირორჟანგის არსებობამ არ გამოიწვიოს იონური სითხეების, კატალიზატორის, ბაზის დაშლა, რაც უზრუნველყოფს მიღებული ნივთიერების მაქსიმალურ სისუფთავეს.
, ფეთქებადი აირები , სათბურის ეფექტი
ამ ასაფეთქებელ გაზს ხშირად „ჭაობის გაზს“ უწოდებენ. მისი სპეციფიკური სუნი ყველამ იცის, მაგრამ სინამდვილეში ეს არის სპეციალური დანამატები „გაზის სუნით“, რომელსაც ემატება მისი ამოცნობის მიზნით. დამწვრობისას პრაქტიკულად არ ტოვებს მავნე პროდუქტებს. სხვა საკითხებთან ერთად, ეს გაზი საკმაოდ აქტიურად მონაწილეობს ცნობილი სათბურის ეფექტის ფორმირებაში.
გაზი, რომელიც ჩვეულებრივ ასოცირდება ცოცხალ ორგანიზმებთან. როდესაც მეთანი აღმოაჩინეს მარსის და ტიტანის ატმოსფეროში, მეცნიერებს იმედი გაუჩნდათ, რომ სიცოცხლე ამ პლანეტებზე არსებობს. წითელ პლანეტაზე ბევრი მეთანი არ არის, მაგრამ ტიტანი ფაქტიურად „ივსება“ ამით. და თუ არა ტიტანისთვის, მაშინ მარსისთვის, მეთანის ბიოლოგიური წყაროები ისეთივე სავარაუდოა, როგორც გეოლოგიური. მეთანი ბევრია გიგანტურ პლანეტებზე - იუპიტერზე, სატურნზე, ურანსა და ნეპტუნზე, საიდანაც ის წარმოიშვა, როგორც პროტომზის ნისლეულის ნივთიერების ქიმიური დამუშავების პროდუქტი. დედამიწაზე იშვიათია: მისი შემცველობა ჩვენი პლანეტის ატმოსფეროში არის მხოლოდ 1750 ნაწილი მილიარდზე მოცულობით (ppbv).
მეთანის წყაროები და წარმოება
მეთანი არის უმარტივესი ნახშირწყალბადი, უფერო, უსუნო აირი. მისი ქიმიური ფორმულაა CH4. წყალში ოდნავ ხსნადი, ჰაერზე მსუბუქი. ყოველდღიურ ცხოვრებაში გამოყენებისას, ინდუსტრიაში, მეთანს ჩვეულებრივ ემატება სუნიანი სპეციფიკური „გაზის სუნი“. ძირითადი კომპონენტია ბუნებრივი (77-99%), ასოცირებული ნავთობი (31-90%), მაღარო და ჭაობის გაზები (აქედან გამომდინარე, მეთანის სხვა სახელები - ჭაობი ან მაღარო გაზი).
მეთანის 90-95% ბიოლოგიური წარმოშობისაა. ბალახოვანი ჩლიქოსნები, როგორიცაა ძროხები და თხა, გამოყოფენ მეთანის წლიური გამონაბოლქვის მეხუთედს, რომელიც წარმოიქმნება მათ კუჭში არსებული ბაქტერიებით. სხვა მნიშვნელოვანი წყაროებია ტერმიტები, პედი ბრინჯი, ჭაობები, ბუნებრივი აირის ფილტრაცია (წარსული ცხოვრების პროდუქტი) და მცენარეთა ფოტოსინთეზი. ვულკანები დედამიწაზე მეთანის მთლიან ბალანსში 0,2%-ზე ნაკლებს შეადგენენ, მაგრამ გასული ეპოქის ორგანიზმებიც შეიძლება იყვნენ ამ გაზის წყარო. სამრეწველო მეთანის ემისიები უმნიშვნელოა. ამრიგად, მეთანის აღმოჩენა დედამიწის მსგავს პლანეტაზე მიუთითებს იქ სიცოცხლის არსებობაზე.
მეთანი წარმოიქმნება ნავთობისა და ნავთობპროდუქტების თერმული დამუშავების დროს (10-57% მოცულობით), ნახშირის კოქსირებისა და ჰიდროგენიზაციისას (24-34%). მიღების ლაბორატორიული მეთოდები: ნატრიუმის აცეტატის შერწყმა ტუტესთან, წყლის მოქმედება მეთილმაგნიუმის იოდიდზე ან ალუმინის კარბიდზე.
იგი მზადდება ლაბორატორიაში სოდა ცაცხვის (ნატრიუმის და კალიუმის ჰიდროქსიდების ნარევი) ან უწყლო ნატრიუმის ჰიდროქსიდის გაცხელებით ძმარმჟავასთან. ამ რეაქციისთვის მნიშვნელოვანია წყლის არარსებობა, რის გამოც გამოიყენება ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, რადგან ის ნაკლებად ჰიგიროსკოპიულია.
მეთანის თვისებები
იწვის ჰაერშიმოლურჯო ალი, ხოლო ენერგია დაახლოებით 39 MJ 1 მ 3-ზე გამოიყოფა. ფორმებს ჰაერით ფეთქებადი ნარევები. განსაკუთრებულ საფრთხეს წარმოადგენს მეთანი, რომელიც გამოიყოფა მინერალური საბადოების მიწისქვეშა მოპოვების დროს მაღაროებში, აგრეთვე ქვანახშირის გადამამუშავებელ და ბრიკეტის ქარხნებში, სკრინინგის ქარხნებში. ასე რომ, ჰაერში 5-6% -მდე შემცველობით, მეთანი იწვის სითბოს წყაროსთან ახლოს (აალების ტემპერატურა 650-750 ° C), 5-6% -დან 14-16% -მდე ფეთქდება, 16% -ზე მეტი შეიძლება დაიწვას. გარედან ჟანგბადის შემოდინებით. ამ შემთხვევაში მეთანის კონცენტრაციის შემცირებამ შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება. გარდა ამისა, ჰაერში მეთანის კონცენტრაციის მნიშვნელოვანი ზრდა იწვევს ასფიქსიას (მაგალითად, მეთანის კონცენტრაცია 43% შეესაბამება 12% O 2).ფეთქებადი წვა ვრცელდება 500-700 სიჩქარით ქალბატონი;გაზის წნევა დახურულ მოცულობაში აფეთქების დროს არის 1 MN/მ 2.სითბოს წყაროსთან კონტაქტის შემდეგ, მეთანის აალება ხდება გარკვეული დაგვიანებით. ამ თვისებას ეფუძნება უსაფრთხოების ფეთქებადი ნივთიერებებისა და აფეთქებაგამძლე ელექტრო მოწყობილობების შექმნა. მეთანის არსებობის გამო სახიფათო უბნებზე (ძირითადად ქვანახშირის მაღაროები) ე.წ. გაზის რეჟიმი.
150-200 °C ტემპერატურაზე და 30-90 ატმ წნევაზე მეთანი იჟანგება ჭიანჭველა მჟავა.
მეთანი ქმნის ინკლუზიურ ნაერთებს - გაზის ჰიდრატებს, რომლებიც ფართოდ არის გავრცელებული ბუნებაში.
მეთანის გამოყენება
მეთანი არის ყველაზე თერმულად სტაბილური გაჯერებული ნახშირწყალბადი. იგი ფართოდ გამოიყენება როგორც საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო საწვავიᲓა როგორ ნედლეული მრეწველობისთვის. ასე რომ, მეთანის ქლორირებით წარმოიქმნება მეთილის ქლორიდი, მეთილენქლორიდი, ქლოროფორმი, ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი.
მეთანის არასრული წვის შედეგად წარმოიქმნება ჭვარტლიკატალიზური დაჟანგვის დროს - ფორმალდეჰიდი, გოგირდთან ურთიერთობისას - ნახშირბადის დისულფიდი.
თერმოჟანგვითი კრეკინგიდა ელექტროკრეკინგიმეთანი - მოპოვების მნიშვნელოვანი სამრეწველო მეთოდები აცეტილენი.
მეთანისა და ამიაკის ნარევის კატალიზური დაჟანგვა საფუძვლად უდევს სამრეწველო წარმოებას ჰიდროციანმჟავა.მეთანი გამოიყენება როგორც წყალბადის წყაროამიაკის წარმოებაში, აგრეთვე წყლის გაზის (ე.წ. სინთეზური აირის) წარმოებისთვის: CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2, გამოიყენება ნახშირწყალბადების, სპირტების, ალდეჰიდების და ა.შ. სამრეწველო სინთეზისთვის. მეთანის მნიშვნელოვანი წარმოებული არის ნიტრომეთანი.
საავტომობილო საწვავი
მეთანი ფართოდ გამოიყენება, როგორც ავტომობილების საწვავი. თუმცა, ბუნებრივი მეთანის სიმკვრივე ათასჯერ ნაკლებია ბენზინის სიმკვრივეზე. ამიტომ, თუ მანქანას ატმოსფერული წნევით ავსებთ მეთანით, მაშინ ბენზინით თანაბარი რაოდენობის საწვავისთვის დაგჭირდებათ 1000-ჯერ დიდი ავზი. იმისთვის, რომ საწვავთან ერთად უზარმაზარი მისაბმელი არ ატაროთ, აუცილებელია გაზის სიმკვრივის გაზრდა. ამის მიღწევა შესაძლებელია მეთანის 20-25 მპა-მდე (200-250 ატმოსფერო) შეკუმშვით. ამ მდგომარეობაში გაზის შესანახად გამოიყენება სპეციალური ბალონები, რომლებიც დამონტაჟებულია მანქანებზე.
მეთანი და სათბურის ეფექტი
მეთანი არის სათბურის გაზი. თუ კლიმატზე ნახშირორჟანგის ზემოქმედების ხარისხი პირობითად ერთი იქნება, მაშინ მეთანის სათბურის აქტივობა იქნება 23 ერთეული. მეთანის შემცველობა ატმოსფეროში ძალიან სწრაფად გაიზარდა ბოლო ორი საუკუნის განმავლობაში.
ახლა მეთანის CH 4 საშუალო შემცველობა თანამედროვე ატმოსფეროში შეფასებულია 1,8 ppm ( ნაწილები მილიონზენაწილები მილიონზე). და მიუხედავად იმისა, რომ ეს 200-ჯერ ნაკლებია მასში ნახშირორჟანგის (CO 2) შემცველობაზე, გაზის თითო მოლეკულაზე, მეთანის სათბურის ეფექტი - ანუ მისი წვლილი დედამიწის მიერ გაცხელებული სითბოს გაფრქვევაში და შენარჩუნებაში. მზე - მნიშვნელოვნად აღემატება CO2-ს. გარდა ამისა, მეთანი შთანთქავს დედამიწის გამოსხივებას სპექტრის იმ „ფანჯრებში“, რომლებიც გამჭვირვალეა სხვა სათბურის გაზებისთვის. სათბურის გაზების - CO 2, წყლის ორთქლის, მეთანის და სხვა მინარევების გარეშე, დედამიწის ზედაპირზე საშუალო ტემპერატურა იქნებოდა მხოლოდ -23°C, ახლა კი დაახლოებით +15°C.
მეთანი ოკეანის ფსკერზე მიედინება დედამიწის ქერქის ნაპრალების მეშვეობით და დიდი რაოდენობით გამოიყოფა სამთო მოპოვების დროს და ტყეების დაწვისას. ახლახან აღმოაჩინეს მეთანის ახალი, სრულიად მოულოდნელი წყარო - უმაღლესი მცენარეები, მაგრამ ფორმირების მექანიზმები და ამ პროცესის მნიშვნელობა თავად მცენარეებისთვის ჯერ არ არის გასაგები.
მეთანი დედამიწაზე
სანტა ბარბარას მახლობლად, მეთანი, აქტიური სათბურის გაზი, გამოიყოფა ოკეანის ფსკერიდან დიდი მოცულობით ბუშტების სახით.
მეთანი განსაკუთრებით საშიშია სამთო სამუშაოების დროს.
მეთანი ბენზინის ნაცვლად? ადვილად
როდესაც მარსის ატმოსფეროში მეთანი აღმოაჩინეს, მეცნიერებს იმედი ჰქონდათ, რომ პლანეტაზე სიცოცხლის კვალს აღმოაჩენდნენ.
გამოყენება: ნახშირწყალბადების მიღება. არსი: H 6 სერიის 2-18 ჰეტეროპოლიმჟავების 10-80% წყალხსნარი თბება 70-140 o C ტემპერატურამდე, შემდეგ ხსნარში ჩაეფლო ტყვიის ან სპილენძის ფირფიტას და დაელოდება დაწყებამდე 3-15 წუთი. ანიონური კომპლექსის აღდგენის პროცესის 6- , რის შემდეგაც ხსნარი 700-800 მმ Hg წნევით. გაიაროს აირის ნარევი ნახშირორჟანგის კონცენტრაციით არაუმეტეს 60 vol.% და ჟანგბადის კონცენტრაციით არანაკლებ 5 vol. % მეთანის ან ერთ-ერთი გაჯერებული ნახშირწყალბადის მისაღებად. ეფექტი: მეთანის წარმოება ნახშირორჟანგიდან სამრეწველო მოცულობებში.
აღწერილობის ტექსტი ფაქსიმილში (იხ. გრაფიკული ნაწილი).
Მოთხოვნა
მეთანისა და მისი წარმოებულების წარმოების მეთოდი, რომლის ძირითადი ნედლეულია ნახშირორჟანგი, ხასიათდება იმით, რომ ჰეტეროპოლი მჟავას 2-18 H 6 სერიის 10-80% წყალხსნარი თბება 70-140C ტემპერატურამდე. შემდეგ ხსნარში ჩაყრიან ტყვიის ან სპილენძის ფირფიტას და იცდიან 3-15 წუთს ანიონური კომპლექსის შემცირების პროცესის დაწყებამდე 6-, შემდეგ ხსნარის გავლით 700-800 მმ Hg წნევით. გაზის ნარევი ნახშირორჟანგის კონცენტრაციით არაუმეტეს 60 vol.% და ჟანგბადის კონცენტრაციით არანაკლებ 5 vol.% გადადის ერთ-ერთი გაჯერებული ნახშირწყალბადის მიღებამდე.
მსგავსი პატენტები:
გამოგონება ეხება ნავთობქიმიას, კერძოდ ნავთობის, გაზის კონდენსატისა და ნავთობპროდუქტების გაწმენდის მეთოდებს, აგრეთვე წყალ-ზეთის ემულსიებს წყალბადის სულფიდიდან და/ან დაბალმოლეკულური წონის მერკაპტანებიდან და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნავთობში, გაზში, ზეთსა და გაზში. გადამამუშავებელი, ნავთობქიმიური და სხვა მრეწველობა
გამოგონება ეხება C3-C5 შემადგენლობის გაჯერებული ნახშირწყალბადების მაღალტემპერატურული ერთგვაროვანი პიროლიზის პიროკონდენსატის კომპლექსურ დამუშავებას.
გამოგონება ეხება თხევადი ნახშირწყალბადის პროდუქტების წარმოების მეთოდებს გაზებიდან, კერძოდ ნახშირორჟანგიდან და შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნავთობის გადამუშავებასა და ნავთობქიმიურ მრეწველობაში.
გამოგონება ეხება ატმოსფერული ნახშირორჟანგიდან მეთანის წარმოების მეთოდს. მეთოდი ხასიათდება თერმულად რეგენერირებული სორბენტის - ნახშირორჟანგის შთანთქმის მექანიკური ნარევის გამოყენებით, რომელიც არის კალიუმის კარბონატი, რომელიც ფიქსირდება ტიტანის დიოქსიდის ფორებში და აქვს შემადგენლობა: wt%: K2CO3 - 1-40, TiO2 - დანარჩენი 100-მდე და შემადგენლობის რეგენერაციის დროს გამოთავისუფლებული ნახშირორჟანგის მეთანაციის პროცესის ან შემცირების ფოტოკატალიზატორი: wt.%: Pt≈0.1-5 wt.%, CdS≈5-20 wt.%, TiO2 - დანარჩენი. არის 100-მდე, ნარევში ფოტოკატალიზატორის შემცველობა 10-50 wt.%. ეს მეთოდი არის ენერგოეფექტური მეთოდი ჰაერში ნახშირორჟანგიდან მეთანის წარმოებისთვის, ალტერნატიული განახლებადი ენერგიის გამოყენებით საწვავის სინთეზისთვის. 4 w.p. f-ly, 4 pr., 1 ill.
გამოგონება ეხება ნახშირწყალბადის პროდუქტების წარმოების პროცესს, რომელიც მოიცავს საფეხურებს: (ა) წყალბადის, ნახშირბადის მონოქსიდის და ნახშირორჟანგის შემცველი სინთეზური აირის უზრუნველყოფას; ბ) რეაქცია სინთეზური აირის გარდაქმნის ჟანგბადოვან ნარევად, რომელიც შეიცავს მეთანოლს და დიმეთილის ეთერს ერთი ან მეტი კატალიზატორის თანდასწრებით, რომლებიც ახდენენ წყალბადის და ნახშირბადის მონოქსიდის ოქსიგენატებად გარდაქმნის რეაქციას არანაკლებ 4 მპა წნევით; გ) საფეხურიდან (ბ) ჟანგბადის ნარევის ამოღება, რომელიც შეიცავს მეთანოლს, დიმეთილეთერს, ნახშირორჟანგს და წყალს არარეაგირებულ სინთეზურ გაზთან ერთად და ჟანგბადის ნარევის მთელი რაოდენობის შეყვანა შემდგომი დამუშავების გარეშე კატალიზური გარდაქმნის სტადიაში. ჟანგბადები (დ); დ) ჟანგბადის ნარევის რეაქცია კატალიზატორის თანდასწრებით, რომელიც აქტიურია ჟანგბადის მაღალ ნახშირწყალბადებად გარდაქმნაში; ე) გამონადენის ამოღება (დ) საფეხურიდან და ჩამდინარე წყლების გამოყოფა კუდის გაზად, რომელიც შეიცავს ნახშირორჟანგს, რომელიც წარმოიქმნება სინთეზური აირისგან და ნახშირორჟანგი, რომელიც წარმოიქმნება (ბ) ეტაპზე, თხევადი ნახშირწყალბადის ფაზა, რომელიც შეიცავს (დ) ეტაპში მიღებულ ) უფრო მაღალ ნახშირწყალბადებს. და თხევადი წყლის ფაზა, სადაც (c)-(e) ეტაპებზე გამოყენებული წნევა არსებითად იგივეა, რაც გამოიყენება (b) ეტაპზე და (e) სტადიაში მიღებული კუდის აირის ნაწილი გადამუშავდება საფეხურზე ( დ), ხოლო კუდის გაზის დანარჩენი ნაწილი გადამისამართებულია. წინამდებარე პროცესი არის პროცესი, რომელშიც არ ხდება არარეაქტიული სინთეზური აირის რეცირკულაცია ჟანგბადის სინთეზის საფეხურზე და არ არის დიმეთილეთერის გაციება უფრო მაღალ ნახშირწყალბადების გარდაქმნის რეაქციაში. 1 n.p., 5 w.p. f-ly, 2 pr., 1 tab., 2 ill.
წინამდებარე გამოგონება ითვალისწინებს ეთილენის ოქსიდის წარმოების პროცესს, რომელიც მოიცავს: ა. ეთანის შემცველი საკვების დაშლა კრეკინგის ზონაში კრეკინგის პირობებში ოლეფინების, მათ შორის მინიმუმ ეთილენისა და წყალბადის წარმოებისთვის; ბ. საკვების ჟანგბადის გადაქცევა ოქსიგენატში ოლეფინის გარდაქმნის ზონაში ოლეფინების, მინიმუმ ეთილენის ჩათვლით; გ. (ა) და/ან (ბ) საფეხურზე წარმოებული ეთილენის ნაწილის მაინც მიმართვა ეთილენის დაჟანგვის ზონაში ჟანგბადის შემცველ საკვებ მასალასთან ერთად და ეთილენის დაჟანგვა მინიმუმ ეთილენის ოქსიდისა და ნახშირორჟანგის წარმოებისთვის; და სადაც ჟანგბადის მარაგის სულ მცირე ნაწილი იწარმოება (c) ეტაპზე წარმოებული ნახშირორჟანგის და წყალბადის შემცველი საკვების ჟანგბადის სინთეზის ზონაში და ჟანგბადის სინთეზირებით, სადაც წყალბადის შემცველი მარაგი მოიცავს წყალბადს, რომელიც წარმოიქმნება საფეხურზე. (ა). სხვა ასპექტში, წინამდებარე გამოგონება უზრუნველყოფს ეთილენის ოქსიდის წარმოების ინტეგრირებულ სისტემას. ეფექტი: ეთილენის ოქსიდის და სურვილისამებრ მონოეთილენის ოქსიდის წარმოების პროცესის შემუშავება ეთანის კრეკინგისა და RTO პროცესების ინტეგრირებით, რაც შესაძლებელს ხდის შეამციროს ნახშირორჟანგის ემისიები და ოქსიგენატების სინთეზისთვის საჭირო სინთეზური აირის რაოდენობა. 2 n. და 13 ზ.პ. f-ly, 1 ill., 6 tab., 1 pr.
გამოგონება ეხება გამონაბოლქვი აირში ნახშირორჟანგის გადაქცევის პროცესს ბუნებრივ აირად ჭარბი ენერგიის გამოყენებით. უფრო მეტიც, მეთოდი მოიცავს ეტაპებს, რომლებშიც: 1) ახორციელებს ძაბვის ტრანსფორმაციას და ჭარბი ენერგიის გამოსწორებას, რომელიც წარმოიქმნება განახლებადი ენერგიის წყაროდან და რომლის შენახვა ან დაკავშირება ძნელია ელექტროლიზის ელექტროლიტის ხსნარში. წყლის მასში H2 და O2 და ამოიღეთ წყალი H2-დან; 2) სამრეწველო გამონაბოლქვის გაწმენდის განხორციელება მისგან CO2-ის გამოსაყოფად და მისგან გამოყოფილი CO2-ის გამწმენდი; 3) 1-ლ საფეხურზე წარმოქმნილი H2) და მე-2 საფეხურზე გამოყოფილი CO2-ის მიწოდება სინთეზურ მოწყობილობაში, რომელიც მოიცავს მინიმუმ ორ ფიქსირებულ რეაქტორს ისე, რომ მაღალი ტემპერატურის გაზის ნარევი CH4-ისა და ორთქლის ძირითად კომპონენტებთან მიიღება. უაღრესად ეგზოთერმული მეთანაციის რეაქციები H2-სა და CO2-ს შორის, სადაც პირველადი ფიქსირებული საწოლის რეაქტორი შენარჩუნებულია შესასვლელ ტემპერატურაზე 250-300°C, რეაქციის წნევა 3-4 მპა და გამოსასვლელი ტემპერატურა 600-700°C; მეორადი ფიქსირებული კალაპოტის რეაქტორი შენარჩუნებულია შეყვანის ტემპერატურაზე 250-300°C, რეაქციის წნევა 3-4 მპა და გამოსასვლელი ტემპერატურა 350-500°C; სადაც მაღალი ტემპერატურის აირის ნარევის ნაწილი პირველადი ფიქსირებული საწოლის რეაქტორიდან გვერდის ავლით ხდება გაგრილებისთვის, წყალგაუმტარი, შეკუმშვისა და გასათბობად და შემდეგ შერეულია ახალ H2-თან და CO2-თან, რათა გადაიტანოს გაზის ნარევი პირველად ფიქსირებული საწოლის რეაქტორში მოცულობითი CO2-ის შემდეგ. მასში შემცველობა 6-8%; 4) გამოიყენეთ მე-3 საფეხურზე წარმოქმნილი მაღალი ტემპერატურის აირის ნარევი) პროცესის წყალთან არაპირდაპირი სითბოს გაცვლის ჩასატარებლად ზეგახურებული ორთქლის წარმოებისთვის; 5) მე-4 საფეხურზე მიღებული ზეგახურებული წყლის ორთქლის მიწოდება ტურბინისთვის ელექტროენერგიის წარმოქმნისთვის და ელექტროენერგიის დასაბრუნებლად საფეხურზე 1) ძაბვის გარდაქმნისა და დენის გასწორებისთვის და წყლის ელექტროლიზისთვის; და 6) აირის ნარევი კონდენსაცია და გაშრობა მე-4 საფეხურზე), გაცივებული სითბოს გაცვლის გზით, სანამ არ მიიღება ბუნებრივი აირი CH4 შემცველობით სტანდარტამდე. გამოგონება ასევე ეხება მოწყობილობას. წინამდებარე გამოგონების გამოყენება შესაძლებელს ხდის გაზარდოს მეთანის გაზის გამოსავლიანობა. 2 n. და 9 ზ.პ. f-ly, 2 pr., 2 ill.
გამოგონება ეხება მეთანოლის წარმოების მეთოდს ნახშირორჟანგით მდიდარი ნაკადიდან, როგორც პირველი საკვების ნაკადი და ნახშირწყალბადებით მდიდარ ნაკადს, როგორც მეორე საკვების ნაკადს, ასევე ქარხანას მისი განხორციელებისთვის. მეთოდი მოიცავს შემდეგ საფეხურებს: ნახშირორჟანგით მდიდარი საკვების პირველი ნაკადის მიწოდება მეთანიზაციის მინიმუმ ერთ საფეხურზე და წყალბადის პირველი საკვების ნაკადის მეთანიზაციის პირობებში მეთანით მდიდარ ნაკადად გადაქცევა, მეთანით მდიდარი ნაკადის მიწოდება მინიმუმ ერთზე. სინთეზური აირის წარმოების ეტაპი და მისი გარდაქმნა, მეორე ნახშირწყალბადებით მდიდარ საკვებ ნაკადთან ერთად, სინთეზური აირის ნაკადად, რომელიც შეიცავს ნახშირბადის ოქსიდებს და წყალბადს, სინთეზის წარმოების პირობებში, სინთეზური აირის ნაკადის მიწოდება სინთეზის მარყუჟში ჩაშენებულ მეთანოლის სინთეზის ეტაპზე და მეთანოლის სინთეზის პირობებში მისი მეთანოლის შემცველი პროდუქტის ნაკადად გადაქცევა, მეთანოლის გამოყოფა მეთანოლის შემცველი პროდუქტის ნაკადიდან და სურვილისამებრ მეთანოლის გაწმენდა მეთანოლის საბოლოო ნაკადად და ნახშირბადის ოქსიდების და წყალბადის შემცველი გამწმენდი ნაკადის აღდგენა მეთანოლის სინთეზის ერთეულიდან. წინამდებარე გამოგონება შესაძლებელს ხდის სათბურის აირის ნახშირორჟანგის გამოყენებას მეთანოლის წარმოებისთვის მარტივი ტექნოლოგიის გამოყენებით. 2 n. და 13 ზ.პ. f-ly, 4 ავად.
მეთანისა და მისი წარმოებულების წარმოების მეთოდი, მეთანის მიღება, მეთანის მიღება მრეწველობაში, მეთანის მიღება ნახშირორჟანგიდან, მეთანის წარმოების მეთოდები
