Aké sú aplikácie metánu v chemickom priemysle?

Metán, jednoduchý, no neuveriteľne všestranný uhľovodík s chemickým vzorcom CH₄, je základným kameňom v chemickom priemysle. Ako popredný dodávateľ metánu som bol svedkom rozmanitých a účinných aplikácií tejto zlúčeniny v rôznych sektoroch. V tomto blogu preskúmame početné spôsoby využitia metánu v chemickom priemysle a prečo zostáva základným zdrojom.

1. Výroba syntézneho plynu

Jednou z primárnych aplikácií metánu je výroba syntézneho plynu, známeho aj ako syntézny plyn. Syngas je zmesou oxidu uhoľnatého (CO) a vodíka (H2) a slúži ako kľúčový medziprodukt pri výrobe širokého spektra chemikálií. Najbežnejšou metódou výroby syntézneho plynu z metánu je parné reformovanie metánu (SMR).

V procese SMR metán reaguje s parou pri vysokých teplotách (okolo 700 - 1100 °C) a v prítomnosti katalyzátora na báze niklu. Chemickú reakciu možno znázorniť takto:
CH4 + H20 7CO + 3H2

Táto reakcia je endotermická, čo znamená, že vyžaduje prísun energie. Výsledný syngas môže byť ďalej spracovaný na výrobu metanolu, amoniaku a ďalších dôležitých chemikálií. Metanol sa napríklad používa pri výrobe formaldehydu, kyseliny octovej a rôznych plastov. Amoniak je kľúčovou zložkou pri výrobe hnojív, ktoré sú nevyhnutné pre globálnu produkciu potravín.

2. Výroba vodíka

Vodík je čoraz dôležitejším nosičom energie a priemyselnou surovinou. Metán je hlavným zdrojom na výrobu vodíka. Okrem vyššie uvedeného procesu parného reformovania metánu možno metán použiť aj v procesoch čiastočnej oxidácie a autotermálneho reformovania na výrobu vodíka.

Pri čiastočnej oxidácii metán reaguje s obmedzeným množstvom kyslíka za vzniku oxidu uhoľnatého a vodíka:
2CH4 + O -> 2CO + 4H2

Autotermálne reformovanie kombinuje parné reformovanie metánu a čiastočnú oxidáciu. Tento proces je energeticky sebestačný, pretože teplo generované z čiastočnej oxidačnej reakcie poskytuje energiu potrebnú na reakciu parného reformovania.

Vodík vyrobený z metánu môže byť použitý v palivových článkoch, ktoré predstavujú čistý a efektívny spôsob výroby elektriny. Môže sa tiež použiť v rafinérskom priemysle na procesy hydrokrakovania a hydrorafinácie na odstránenie nečistôt z ropy a zlepšenie kvality rafinovaných produktov.

3. Výroba sadzí

Sadze sú jemný prášok pozostávajúci z elementárneho uhlíka. Je široko používaný v gumárenskom priemysle, najmä pri výrobe pneumatík, aby sa zlepšila ich pevnosť, trvanlivosť a odolnosť proti opotrebovaniu. Metán sa môže použiť ako surovina na výrobu sadzí prostredníctvom procesu nazývaného tepelný rozklad.

Pri tomto procese sa metán zahrieva na vysoké teploty (nad 1000 °C) bez prítomnosti kyslíka. Metán sa rozkladá na uhlík a vodík:
CH4 -> C + 2H2

Takto vyrobený uhlík má jedinečné vlastnosti, vďaka ktorým je vhodný pre rôzne aplikácie. Okrem gumárenského priemyslu sa sadze používajú aj pri výrobe atramentov, farieb a plastov na zabezpečenie farby, vodivosti a UV ochrany.

4. Výroba chlórmetánov

Chlórmetány, vrátane metylchloridu (CH3Cl), metylénchloridu (CH2Cl2), chloroformu (CHCl3) a tetrachlórmetánu (CCl4), sú dôležité priemyselné chemikálie. Vyrábajú sa reakciou metánu s plynným chlórom za prítomnosti tepla alebo svetla.

Reakčná sekvencia zvyčajne začína nahradením jedného atómu vodíka v metáne atómom chlóru za vzniku metylchloridu:
CH4 + Cl2 → CH3CI + HCl

Ďalšie substitučné reakcie môžu nastať za vzniku metylénchloridu, chloroformu a tetrachlórmetánu. Chlórmetány sa používajú ako rozpúšťadlá, chladivá a medziprodukty pri výrobe iných chemikálií. Napríklad metylchlorid sa používa pri výrobe silikónových polymérov, ktoré majú široké uplatnenie v automobilovom, stavebnom a elektronickom priemysle.

5. Metán ako palivo

Metán je tiež cenné palivo. Je hlavnou zložkou zemného plynu, ktorý sa široko používa na vykurovanie, varenie a výrobu elektriny. V chemickom priemysle sa metán môže používať ako palivo v priemyselných peciach a kotloch na zabezpečenie tepla potrebného pre rôzne chemické procesy.

V porovnaní s inými fosílnymi palivami, ako je uhlie a ropa, metán spaľuje čistejšie a produkuje menej oxidu uhličitého a iných znečisťujúcich látok na jednotku uvoľnenej energie. To z neho robí atraktívnu možnosť na zníženie emisií skleníkových plynov a zlepšenie kvality ovzdušia.

Vysoko kvalitné metánové produkty

Ako dodávateľ metánu ponúkame rad vysoko kvalitných metánových produktov, ktoré spĺňajú rôznorodé potreby chemického priemyslu. nášCH4je čistý a spoľahlivý zdroj metánu pre rôzne aplikácie. Je starostlivo vyrábaný a testovaný, aby bola zaistená jeho kvalita a čistota.

nášMetán R50je špecializovaný produkt so špecifickými vlastnosťami, vďaka ktorým je vhodný na použitie v chladiacich systémoch. Ponúka vynikajúci termodynamický výkon a je šetrný k životnému prostrediu.

Pre aplikácie, ktoré vyžadujú najvyššiu úroveň čistoty, našaMetán vysokej čistotyje ideálnou voľbou. Používa sa v high-tech odvetviach, ako je výroba polovodičov, kde aj najmenšia nečistota môže mať významný vplyv na kvalitu konečného produktu.

Kontaktujte nás kvôli obstarávaniu

Ak pôsobíte v chemickom priemysle a hľadáte spoľahlivého dodávateľa metánu, radi s vami prediskutujeme vaše požiadavky. Náš tím odborníkov vám môže poskytnúť podrobné informácie o našich produktoch, cenách a možnostiach doručenia. Či už potrebujete malé množstvo na výskum a vývoj alebo veľké dodávky pre priemyselnú výrobu, máme kapacitu a odborné znalosti, aby sme vyhoveli vašim potrebám. Kontaktujte nás ešte dnes a začnite rozhovor o tom, ako môžu naše metánové produkty prospieť vášmu podnikaniu.

Referencie

1. Smil, V. (2006). Energia na križovatke: Globálne perspektívy a neistoty. MIT Press.
2. Speight, JG (2014). Príručka procesov rafinácie ropy. McGraw - Hill Education.
3. Kirk - Othmerova encyklopédia chemickej technológie. Wiley.