CHIMIZAREA METANULUI

Ce este metanul?

PROPRIETATI CHIMICE

PROPRIETATI FIZICE

CH4 -> CH3Cl -> CH2Cl2 -> CHCl3 -> CCl4

REACTIA DE HALOGENARE

CH4+2O2 -> CO2+2H2O+Q;

CH4+ 2O2+8N2 -> CO2+ 2H20+ 8N2

REACTIA DE ARDERE

REACTIA DE OXIDARE CU VAPORI DE APA

Conditii: Ni, 300-1000`C si catalizator Ni: CH4+ H2O <-> CO+3H2

Conditii: 400`C si catalizatori oxizi de fier: CO+ H2O <-> CO2+ H2

Metanul (CH4) este cea mai simpla hidrocarbură saturată, alcătuită dintr-un atom de carbon legat covalent cu patru atomi de hidrogen. Are o structură tetraedrică, fiind un gaz incolor si inodor (în stare pură). Este principala componentă a gazului natural.

Conditii:catalizatori de Pt, 1000`C: CH4+NH3+3/2O2 -> HCN+3H2O

REACTIA DE AMONOXIDARE

Metanul este un gaz incolor, mai usor decat aerul , insolubil in apa ,solubil in alcool , eter , benzen .

Mirosul gazului metan din conductele industriale si casnice este dat de substantele continand sulf (mercaptani) care sunt adaugate special pentru a face gazul usor de recunoscut prin miros; eventualele scapari de gaze pot fi astfel descoperite la timp.

Legaturile C-H din molecula metanului nu sunt polare; in schimb apa este ,dupa cum am vazut ,un compus polar. Lipsind atractiile electrostatice, moleculele de metan nu vor fi inconjurate de un roi de molecule de apa (asa cum se intampla cu alte molecule sau ioni ,fenomen numit salvatare),iar fara aceasta nu are loc dizolvarea .

Metanul se lichefiaza foarte greu. Din acest motiv, el se transporta de cele mai multe ori prin conducte ,sub presiune , in stare gazoasa.

Arde cu flacara putin luminoasa, cu degajare mare de caldura.Un amestec mare de metan si oxigen sau aer explodeaza in prezenta unei scantei. Asa se explica exploziile care se produc uneori in minele de carbuni, unde se gasesc cantitati insemnate de metan.

_

=

Conditii: 1500`C : 2CH4 -> CH CH+3H2

REACTIA DE OBTINERE A ACETILENEI

REACTIA DE OBTINERE A NEGRULUI DE FUM

temperaturi de peste 6000: CH4 ->C+2H2

Surse de metan

Surse naturale de metan

-O proprietate chimică foarte importantă a metanului este aceea de a arde, ardere care se produce cu o mare degajare de căldură (reactie puternic exotermă). Pe această reactie se bazează folosirea CH4 drept combustibil.

-Amestecul format din gaz metan şi aer este exploziv, fiind uneori cauza exploziilor care au loc în mine sau în încăperile unde, din neglijenţă, s-a lăsat conducta deschisă.

-Din gaz metan se obtine negrul de fum pentru industria cauciucului şi a cernelurilor tipografice CH4 -> C + 2H2 şi formaldehida, o substantă necesară industriei maselor plastice şi fibrelor sintetice.

-Cea mai importantă întrebuintare a gazului metan este legată de transformarea sa în acetilenă, prin încălzire la temperaturi înalte. Primul brevet din lume pentru această metodă de prelucrare chimică aparţine inginerului român Martin Banc.

-Procedeul oxidării partiale: În procedeul oxidării parţiale, care este cel mai răspândit, raportul metan:oxigen este astfel calculat, încât să se asigure, prin arderea unei părţi din metan, încălzirea gazelor la 1500°C şi căldura necesară conversiei altei părţi din metan în acetilenă. Gazele rezultate din reacţie conţin circa 8% acetilenă. Sunt răcite rapid cu apă, iar acetilena este izolată prin dizolvare într-un solvent selectiv. În final, se obţine acetilenă de puritate mare, utilizată mai departe în diferite sinteze.

-Gazul metan este principala sursă de hidrogen pentru sinteza amoniacului. Din amoniac se fabrică îngrăşăminte azotoase.

Proprietăți fizico-chimice ale metanului

• Zăcăminte de gaze naturale (emanații naturale din depozite subterane)
• Vulcani (emisii de gaz metan din activitate vulcanică)
• Mlastini (procesul de descompunere anaerobă în zone umede)

Formula: CH4

Surse antropice de metan

• Proprietati fizice
• Proprietati chimice
• Puncte de fierbere/topire, densitate

• Agricultura

Fermentatia enterica (vaci,oi)

Gestionarea dejectiilor animale

• Industria petrolului

Exploatarea si transportul petrolului si gazelor naturale

BIBLIOGRFIE

https://ro.wikipedia.org/wiki/Metan

https://ro.linkedin.com/pulse/care-sunt-emisiile-de-metan-ajung-%C3%AEn-atmosfer%C4%83-%C8%99i-c%C3%A2t-chis%C4%83li%C8%9B%C4%83

https://prezi.com/p/ftktulcmwg27/utilizari-si-proprietati-ale-metanului/

https://ro.scribd.com/doc/142200346/Chimizarea-metanului

https://www.scritub.com/stiinta/chimie/Importanta-metanului14310161913.php

https://ro.scribd.com/doc/253078834/Referat-Chimie-Metan

https://prezi.com/p/k_hdy70u4mlj/importanta-metanului/

Concluzii: Rolul central al metanului în chimie și industrie

Sursă esențială de energie:

Metanul este combustibilul principal al gazului natural, oferind o soluție energetică eficientă si mai curată comparativ cu alți combustibili fosili.

Materie primă versatilă:

Este baza pentru sinteza unor compusi chimici importanți, precum metanolul, formaldehida si alți derivați organici folosiți pe scară largă în industrie.

Aplicații diverse în industrie:

Metanul joacă un rol esențial în producția de hidrogen si combustibili sintetici, contribuind la dezvoltarea tehnologiilor energetice moderne.

Impact asupra mediului:

Desi este un gaz cu efect de seră, utilizarea eficientă si reducerea emisiilor sale sunt esențiale pentru o tranziție energetică sustenabilă.

Viitor promițător:

Cu rol în economia verde si tehnologiile de conversie energetică, metanul rămâne un pilon al progresului industrial si tehnologic.

CHIMIZAREA METANULUI

Utilizari

Metanul din gazele naturale este o materie primă importantă în industria chimică. Astfel, din metan se obţin: solvenţi, agenţi frigorifici, aldehidă formică, gaz de sinteză, acid cianhidric, acetilenă, negru de fum etc., substanţe care sunt materii prime importante pentru alte sinteze organice.

Metanul mai este utilizat drept combustibil dar azi se pune un accent deosebit pe transfornarea lui într-o serie de compusi chimici de o mare importanta practica . Aceasta prelucrare se numeste chimizarea metanului.Este suficient sa precizam ca prin chimizare valoarea unui metru cub de gaz metan creste de circa 30 de ori , ca sa ne dam seama de importanta economica a acestuia.

CHIMIZAREA METANULUI se realizeaza prin:

Viitorul metanului in economie

Tranziția energetică: Metanul (gaz natural) este considerat un combustibil de tranziție, cu emisii mai scăzute comparativ cu cărbuneleșsi petrolul.

Rol în hidrogenul verde: Utilizat pentru producția de hidrogen albastru, cu captarea si stocarea dioxidului de carbon (CCS).

Surse regenerabile: Biometanul, produs din deseuri organice, poate înlocui metanul fosil, susținând economia circulară.

Reducerea emisiilor: Tehnologiile avansate de captare a metanului din surse industriale si agricole contribuie la diminuarea impactului climatic.

Inovație tehnologică: Dezvoltarea infrastructurii pentru gaz natural lichefiat (LNG) si gaz natural comprimat (CNG) pentru transport si industrie.

Prin piroliza, se obtine negru de fum de calitate superioara, care poate fi folosit in industria cauciucului, a cernelurilor de tipar, a lacurilor si vopselelor negre. La temperaturi de peste 13500° C in anumite conditii, se obtine acetilena.

Prin oxidarea partiala a metanului se obtine gazul de sinteza din care se pot fabrica: alcool metilic, alcooli superiori, benzine de sinteza. Prin oxidarea catalitica a metanului rezulta 600-7500° C formaldehida. Hidrogenul separat din gazul de sinteza poate folosi la fabricarea amoniacului, a unor ingrasaminte chimice, etc.

Clorurarea metanului este o cale de obtinere a unor dizolvanti si agenti frigorifici. Prin nitrarea metanului se obtine nitrometanul, folosit ca bun dizolvant si in unele sinteze organice. Prin amonooxidare (tratarea cu amoniac si oxigen, respectiv aer) din metan se fabrica acid cianhidric, din care se obtine, pe langa cianurile alcaline, diferite produse intermediare pentru industria materialelor plastice, a fibrelor sintetice, a cauciucului sintetic, etc. Tot din metan se poate obtine si sulfura de carbon, prin tratare cu sulf la 600- 7000° C, in prezenta catalizatorilor).

O alta cale pentru valorificarea metanului o poate constitui utilizarea lui ca agent energetic. Gazul metan este un combustibil superior carbunelui si chiar produselor petroliere, la incalzitul cuptoarelor industriale el prezita avantaje din punct de vedere tehnic si economic: puterea calorifica mai mare, cheltuieli de exploatare si transport mult reduse, iar cele de depozitare inexistente.