Разное

Метан что это такое: Метан — Что такое Метан?

Содержание

Метан — это… Что такое Метан?

Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха[2], химическая формула — CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа». Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека[3]. Однако имеются данные, что метан относится к токсическим веществам, действующим на центральную нервную систему[4]. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остается без запаха.

Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения (галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакционной способностью. Специфична для метана реакция с парами воды, которая протекает на Ni/Al2O3 при 800—900 °C или без катализатора при 1400—1600 °C; образующийся синтез-газ может быть использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.

Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %[5]. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый[6].

Источники

Основной компонент природных (77—99 %), попутных нефтяных (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, рубце жвачных животных) образуется биогенно. Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

Классификация по происхождению:

  • абиогенный — образован как результат химических реакций неорганических соединений;
  • биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;
  • бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;
  • термогенный — образован в ходе термохимических процессов.

Предположительно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано[источник не указан 27 дней]-этановой смеси.

Получение

В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой.

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.

Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия[7]:

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (например, метилмагнийбромида).

Химические свойства

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания −184oС (при нормальном давлении)

Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно радикальному механизму:

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:

Соединения включения

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.

Применение метана

  • Топливо.
  • Сырьё в органическом синтезе.

Физиологическое действие

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе, с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе для дыхания при очень высоких концентрациях метана. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, сходные с горной болезнью.

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому весьма редки случаи гибели людей от вдыхания смеси метана с воздухом, от асфиксии.

Первая помощь при тяжелой асфиксии: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.

Хроническое действие метана

У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.

Метан и экология

Является парниковым газом, в этом отношении, более сильным, чем углекислый газ, из-за наличия глубоких вращательных полос поглощения его молекул в инфракрасном спектре. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 21 единицу[8].

ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м3[9].

Ссылки

Примечания

  1. Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
  2. Статья «Метан» на сайте «Химик»
  3. З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
  4. Куценко С. А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
  5. ГОСТ Р 52136-2003
  6. Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)
  7. Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
  8. EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 3 February 2009 (англ.)
  9. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»

Метан — это… Что такое Метан?

Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха[2], химическая формула — CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа». Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека[3]. Однако имеются данные, что метан относится к токсическим веществам, действующим на центральную нервную систему[4]. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остается без запаха.

Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения (галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакционной способностью. Специфична для метана реакция с парами воды, которая протекает на Ni/Al2O3 при 800—900 °C или без катализатора при 1400—1600 °C; образующийся синтез-газ может быть использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.

Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %[5]. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый[6].

Источники

Основной компонент природных (77—99 %), попутных нефтяных (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, рубце жвачных животных) образуется биогенно. Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

Классификация по происхождению:

  • абиогенный — образован как результат химических реакций неорганических соединений;
  • биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;
  • бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;
  • термогенный — образован в ходе термохимических процессов.

Предположительно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано[источник не указан 27 дней]-этановой смеси.

Получение

В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой.

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.

Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия[7]:

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (например, метилмагнийбромида).

Химические свойства

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания −184oС (при нормальном давлении)

Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно радикальному механизму:

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:

Соединения включения

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.

Применение метана

  • Топливо.
  • Сырьё в органическом синтезе.

Физиологическое действие

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе, с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе для дыхания при очень высоких концентрациях метана. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, сходные с горной болезнью.

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому весьма редки случаи гибели людей от вдыхания смеси метана с воздухом, от асфиксии.

Первая помощь при тяжелой асфиксии: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.

Хроническое действие метана

У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.

Метан и экология

Является парниковым газом, в этом отношении, более сильным, чем углекислый газ, из-за наличия глубоких вращательных полос поглощения его молекул в инфракрасном спектре. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 21 единицу[8].

ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м3[9].

Ссылки

Примечания

  1. Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
  2. Статья «Метан» на сайте «Химик»
  3. З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
  4. Куценко С. А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
  5. ГОСТ Р 52136-2003
  6. Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)
  7. Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
  8. EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 3 February 2009 (англ.)
  9. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»

Метан — это… Что такое Метан?

Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха[2], химическая формула — CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа». Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека[3]. Однако имеются данные, что метан относится к токсическим веществам, действующим на центральную нервную систему[4]. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остается без запаха.

Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения (галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакционной способностью. Специфична для метана реакция с парами воды, которая протекает на Ni/Al2O3 при 800—900 °C или без катализатора при 1400—1600 °C; образующийся синтез-газ может быть использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.

Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %[5]. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый[6].

Источники

Основной компонент природных (77—99 %), попутных нефтяных (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, рубце жвачных животных) образуется биогенно. Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

Классификация по происхождению:

  • абиогенный — образован как результат химических реакций неорганических соединений;
  • биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;
  • бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;
  • термогенный — образован в ходе термохимических процессов.

Предположительно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано[источник не указан 27 дней]-этановой смеси.

Получение

В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой.

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.

Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия[7]:

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (например, метилмагнийбромида).

Химические свойства

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания −184oС (при нормальном давлении)

Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно радикальному механизму:

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:

Соединения включения

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.

Применение метана

  • Топливо.
  • Сырьё в органическом синтезе.

Физиологическое действие

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе, с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе для дыхания при очень высоких концентрациях метана. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, сходные с горной болезнью.

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому весьма редки случаи гибели людей от вдыхания смеси метана с воздухом, от асфиксии.

Первая помощь при тяжелой асфиксии: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.

Хроническое действие метана

У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.

Метан и экология

Является парниковым газом, в этом отношении, более сильным, чем углекислый газ, из-за наличия глубоких вращательных полос поглощения его молекул в инфракрасном спектре. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 21 единицу[8].

ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м3[9].

Ссылки

Примечания

  1. Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
  2. Статья «Метан» на сайте «Химик»
  3. З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
  4. Куценко С. А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
  5. ГОСТ Р 52136-2003
  6. Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)
  7. Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
  8. EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 3 February 2009 (англ.)
  9. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»

Метан — это… Что такое Метан?

Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха[2], химическая формула — CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа». Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека[3]. Однако имеются данные, что метан относится к токсическим веществам, действующим на центральную нервную систему[4]. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остается без запаха.

Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения (галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакционной способностью. Специфична для метана реакция с парами воды, которая протекает на Ni/Al2O3 при 800—900 °C или без катализатора при 1400—1600 °C; образующийся синтез-газ может быть использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.

Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %[5]. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый[6].

Источники

Основной компонент природных (77—99 %), попутных нефтяных (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, рубце жвачных животных) образуется биогенно. Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

Классификация по происхождению:

  • абиогенный — образован как результат химических реакций неорганических соединений;
  • биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;
  • бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;
  • термогенный — образован в ходе термохимических процессов.

Предположительно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано[источник не указан 27 дней]-этановой смеси.

Получение

В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой.

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.

Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия[7]:

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (например, метилмагнийбромида).

Химические свойства

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания −184oС (при нормальном давлении)

Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно радикальному механизму:

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:

Соединения включения

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.

Применение метана

  • Топливо.
  • Сырьё в органическом синтезе.

Физиологическое действие

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе, с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе для дыхания при очень высоких концентрациях метана. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, сходные с горной болезнью.

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому весьма редки случаи гибели людей от вдыхания смеси метана с воздухом, от асфиксии.

Первая помощь при тяжелой асфиксии: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.

Хроническое действие метана

У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.

Метан и экология

Является парниковым газом, в этом отношении, более сильным, чем углекислый газ, из-за наличия глубоких вращательных полос поглощения его молекул в инфракрасном спектре. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 21 единицу[8].

ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м3[9].

Ссылки

Примечания

  1. Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
  2. Статья «Метан» на сайте «Химик»
  3. З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
  4. Куценко С. А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
  5. ГОСТ Р 52136-2003
  6. Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)
  7. Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
  8. EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 3 February 2009 (англ.)
  9. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»

Метан — это… Что такое Метан?

Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха[2], химическая формула — CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа». Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека[3]. Однако имеются данные, что метан относится к токсическим веществам, действующим на центральную нервную систему[4]. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остается без запаха.

Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения (галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакционной способностью. Специфична для метана реакция с парами воды, которая протекает на Ni/Al2O3 при 800—900 °C или без катализатора при 1400—1600 °C; образующийся синтез-газ может быть использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.

Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %[5]. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый[6].

Источники

Основной компонент природных (77—99 %), попутных нефтяных (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, рубце жвачных животных) образуется биогенно. Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

Классификация по происхождению:

  • абиогенный — образован как результат химических реакций неорганических соединений;
  • биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;
  • бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;
  • термогенный — образован в ходе термохимических процессов.

Предположительно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано[источник не указан 27 дней]-этановой смеси.

Получение

В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой.

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.

Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия[7]:

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (например, метилмагнийбромида).

Химические свойства

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания −184oС (при нормальном давлении)

Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно радикальному механизму:

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:

Соединения включения

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.

Применение метана

  • Топливо.
  • Сырьё в органическом синтезе.

Физиологическое действие

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе, с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе для дыхания при очень высоких концентрациях метана. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, сходные с горной болезнью.

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому весьма редки случаи гибели людей от вдыхания смеси метана с воздухом, от асфиксии.

Первая помощь при тяжелой асфиксии: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.

Хроническое действие метана

У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.

Метан и экология

Является парниковым газом, в этом отношении, более сильным, чем углекислый газ, из-за наличия глубоких вращательных полос поглощения его молекул в инфракрасном спектре. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 21 единицу[8].

ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м3[9].

Ссылки

Примечания

  1. Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
  2. Статья «Метан» на сайте «Химик»
  3. З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
  4. Куценко С. А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
  5. ГОСТ Р 52136-2003
  6. Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)
  7. Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
  8. EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 3 February 2009 (англ.)
  9. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»

ICSC 0291 — МЕТАН

ICSC 0291 — МЕТАН








МЕТАН ICSC: 0291
Февраль 2000




CAS #: 74-82-8
UN #: 1971
EINECS #: 200-812-7



  ОСОБЫЕ ОПАСНОСТИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ТУШЕНИЕ ПОЖАРА
ПОЖАР И ВЗРЫВ Чрезвычайно легковоспламеняющееся.  Смеси газа с воздухом взрывоопасны.   НЕ использовать открытый огонь, НЕ допускать образование искр, НЕ КУРИТЬ.  Замкнутая система, вентиляция, взрывозащищенное электрическое оборудование и освещение. Использовать ручной инструмент, не образующий искры.   Перекрыть поступление; если невозможно и нет риска для окружения, дать огню прогореть. В других случаях тушить распыленной водой, порошком, двуокисью углерода.  В случае пожара: охлаждать баллон распыляя воду. Бороться с огнем из укрытия. 







   
  СИМПТОМЫ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРЫ ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
Вдыхание Удушье. См. примечания.  Применять вентиляцию. Применять средства защиты органов дыхания.  Свежий воздух, покой. Может потребоваться искусственное дыхание. Обратиться за медицинской помощью. 
Кожа ПРИ КОНТАКТЕ С ЖИДКОСТЬЮ: ОБМОРОЖЕНИЕ.  Перчатки для защиты от холода.  ПРИ ОБМОРОЖЕНИИ: промыть большим количеством воды, НЕ удалять одежду. обратиться за медицинской помощью . 
Глаза ПРИ КОНТАКТЕ С ЖИДКОСТЬЮ: ОБМОРОЖЕНИЕ.  Использовать защитные очки.  Прежде всего промыть большим количеством воды в течение нескольких минут (снять контактные линзы, если это возможно сделать без затруднений), затем обратится за медицинской помощью.  
Проглатывание      







ЛИКВИДАЦИЯ УТЕЧЕК КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА
Покинуть опасную зону! Индивидуальная защита: автономный дыхательный аппарат. Проконсультироваться со специалистом! Вентилировать. Удалить все источники воспламенения. НИКОГДА не направлять струю воды на жидкость. 

Согласно критериям СГС ООН




 

Транспортировка
Классификация ООН

Класс опасности по ООН: 2.1 

ХРАНЕНИЕ
Обеспечить огнестойкость. Прохладное место. Вентиляция вдоль пола и потолка. 
УПАКОВКА
 


Исходная информация на английском языке подготовлена группой международных экспертов, работающих от имени МОТ и ВОЗ при финансовой поддержке Европейского Союза.
© МОТ и ВОЗ 2018



ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Агрегатное Состояние; Внешний Вид

БЕСЦВЕТНЫЙ СЖАТЫЙ ИЛИ СЖИЖЕННЫЙ ГАЗ БЕЗ ЗАПАХА. 

Физические опасности

Газ легче воздуха. 

Химические опасности

 

Формула: CH4

Молекулярная масса: 16.0

Температура кипения: -161°C
Температура плавления: -183°C
Растворимость в воде, мл/л при 20°C: 3.3
Удельная плотность паров (воздух = 1): 0.6
Температура вспышки: горючий газ
Температура самовоспламенения : 537°C
Предел взрываемости, % в объеме воздуха: 5-15
Коэффициент распределения октанол-вода (Log Pow): 1.09  



ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ И ЭФФЕКТЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Пути воздействия

Вещество может проникать в организм при вдыхании. 

Эффекты от кратковременного воздействия

Быстрое испарение жидкости может вызвать обморожение. 

Риск вдыхания

При потери герметичности это вещество может вызвать удушье, понижая содержание кислорода в воздухе в замкнутом пространстве. 

Эффекты от длительного или повторяющегося воздействия

 



Предельно-допустимые концентрации

 



ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
 



ПРИМЕЧАНИЯ
Density of the liquid at boiling point: 0.42 kg/l.
Высокие концентрации в воздухе вызывают дефицит кислорода с риском потери сознания или смерти.
Проверьте содержание кислорода перед тем, как войти.
Поверните протекающий цилиндр местом протечки вверх, чтобы предотвратить утечку газа в жидком состоянии.
After use for welding, turn valve off; regularly check tubing, etc., and test for leaks with soap and water.
The measures mentioned in section PREVENTION are applicable to production, filling of cylinders, and storage of the gas.
Other UN number: 1972 (refridgerated liquid), Hazard class: 2.1. 



ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

 
Классификация ЕС

Символ: F+; R: 12; S: (2)-9-16-33 


(ru) Ни МОТ, ни ВОЗ, ни Европейский Союз не несут ответственности за качество и точность перевода или за возможное использование данной информации.
© Версия на русском языке, 2018

Уменьшение выбросов метана поможет замедлить глобальное потепление и улучшить качество воздуха 

Доклад был представлен Коалицией по климату и чистому воздуху совместно с Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП). Его соавторы показали многочисленные преимущества сокращения выбросов метана: это замедление темпов глобального потепления, улучшение качества воздуха, улучшение ситуации с продовольствием за счет предотвращения потерь урожая, создание новых рабочих мест и повышение производительности труда. 

Эксперты напомнили, что метан как фактор глобального потепления не менее опасен, чем диоксид углерода. Деятельность человека – не единственный, но существенный источник выбросов метана в атмосферу. Так, на метан приходится пятая часть всех выбросов вредных газов. Хорошая новость заключается в том, что, в отличие от CO2, который остается в атмосфере в течение 100 лет, метан быстро разрушается, причем большая часть его разрушается через десять лет. Это означает, что, начав сокращение выбросов метана сегодня, мы можем оперативно замедлить темпы потепления в краткосрочной перспективе. 

В новом докладе говорится, что уже в этом десятилетии можно добиться сокращения количества антропогенного метана на 45 процентов. Это приведет к 2045 году к замедлению темпов глобального потепления на 0,3 градуса по Цельсию, что поможет осуществить цели Парижского соглашения.  Напомним, что в соглашении ставится цель удержать повышение глобальной температуры в пределах 1,5 градуса Цельсия. 

К тому же, поскольку метан – ключевой ингредиент в образовании приземного озона – смога,  то он является не только фактором изменения климата, но и опасным загрязнителем воздуха.  Сокращение его выбросов на 45 процентов сможет предотвратить 260 тысяч смертей и избежать госпитализации 775 тысяч людей, страдающих от астмы. Это поможет также предотвратить потерю миллионов тонн урожая ежегодно.  

«Сокращение выбросов метана – это самый сильный рычаг для замедления изменения климата в течение следующих 25 лет. Работа в этой сфере будет дополнять необходимые шаги по сокращению выбросов углекислого газа. И преимущества для общества, экономики и окружающей среды намного перевешивают затраты», – заявила исполнительный директор ЮНЕП Ингер Андерсен. 

Причем эксперты полагают, что 45 процентов выбросов метана на предприятиях нефтегазового сектора можно предотвратить без значительных дополнительных расходов. Они призывают страны, где в атмосферу выбрасываются большие объемы метана, включать информацию о мерах по их сокращению в национальные доклады по борьбе с изменением климата.  
 

Что такое метан? | Факты о парниковых газах метана

  • Метан — это легковоспламеняющийся газ без цвета и запаха, который является основным компонентом природного газа, который используется для выработки электроэнергии и обогрева домов по всему миру.
  • По данным EPA, на метан приходилось примерно 10 процентов всех антропогенных выбросов парниковых газов в США в 2017 году.
  • В августе 2019 года EPA объявило, что отменяет правила в отношении метана.

    В прошлом году Агентство по охране окружающей среды (EPA) объявило о начале отмены правил эпохи Обамы в отношении метана, мощного парникового газа.В соответствии с действующими правилами, нефтегазовые компании должны установить средства контроля, предотвращающие утечку метана из их оборудования.

    DIVE DEEPER Ознакомьтесь с лучшими в своем классе функциями по естествознанию и получите неограниченный доступ к Pop Mech , начиная с сегодняшнего дня.

    Администрация Трампа утверждает, что EPA не имеет полномочий регулировать использование метана в соответствии с Законом о чистом воздухе. Но этот шаг идет вразрез с рекомендациями некоторых крупных игроков в нефтегазовой отрасли, таких как Shell, BP и Exxon, которые поддержали правила 2016 года и недавно заявили о своей приверженности сокращению выбросов метана.

    Так почему это так важно? Давайте разберемся с этим.

    Что такое

    метан?

    Метан (Ch5) — это легковоспламеняющийся газ без цвета, запаха и запаха, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Его можно производить естественным и синтетическим путем, а при сжигании в присутствии кислорода выделяется углекислый газ и водяной пар.

    Метан является основным компонентом природного газа и используется для производства тепла и электроэнергии во всем мире.Метан также используется в химических реакциях для производства других важных газов, таких как водород, окись углерода и технический углерод, химическое соединение, которое содержится в некоторых типах резины, используемой в автомобильных шинах.

    Газ также вносит значительный вклад в изменение климата. По данным EPA, в 2017 году на метан приходилось примерно 10 процентов всех антропогенных выбросов парниковых газов в США. Хотя это не самый распространенный парниковый газ в атмосфере, он является одним из самых мощных.

    Где находится метан и как он выделяется?

    Есть два основных способа естественного производства метана.

    Во-первых, метан может быть произведен в результате ряда химических реакций, когда органическое вещество разлагается на небольшой глубине в среде с низким содержанием кислорода, такой как болота и трясины. Когда растения умирают и опускаются на дно этих водянистых сред, бактерии начинают их разрушать. Согласно исследованию , опубликованному в Proceedings of the National Academy of Sciences , водно-болотные угодья являются крупнейшим естественным источником выбросов метана.Кроме того, метан может вытекать из грязевых вулканов, рисовых полей и, что странно, термитов.

    Метан также можно найти в подземных отложениях ископаемого топлива, которые в течение миллионов и миллионов лет подвергались воздействию высоких давлений и температур. Поскольку эти виды топлива собираются, добываются и выбрасываются, то же самое происходит и с метаном. Метан трудно транспортировать, и легко протекает при добыче нефти, угля и природного газа. — отсюда правила.

    «Если вы пытаетесь повлиять на политику в области климата в ближайшие 10 лет, метан — действительно хорошее химическое вещество, для которого нужно стремиться», — говорит Дэниел Варон, ученый-атмосферник из Гарвардского университета, Popular Mechanics .

    Форма метана, смешанного со льдом, называемая газогидратами метана, может быть обнаружена в слоях отложений на дне океана, а также под вечной мерзлотой и замерзшими озерами в Арктике. Эти твердые, похожие на лед отложения рекламируются как потенциальный источник энергии, но вызывают особую тревогу, потому что они могут выделять большие концентрированные количества метана в атмосферу.

    Согласно EPA , примерно от 50 до 65 процентов выбросов метана в США связаны с деятельностью человека, в то время как около 30 процентов выбросов метана, связанных с человеком, выбрасываются в газовой и нефтяной промышленности.

    Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

    Около 27 процентов выбросов метана происходит в результате процесса, называемого кишечной ферментацией, когда коровы в основном отрыгивают и иногда пукают во время переваривания пищи, а 16 процентов мировых выбросов метана образуются в результате разложения органических отходов на свалках. Метан также может выделяться при хранении и использовании навоза в качестве топлива (9 процентов) и при добыче угля (8 процентов).

    EPA

    Что касается отрыжки крупного рогатого скота, недавнее исследование , опубликованное в Science Advances , выявило группы микробов в кишечнике коров, вызывающих кишечную ферментацию, и предположило, что выборочное разведение коров для производства меньшего количества газа может снизить выбросы.

    Так почему же метан так важен?

    Из всех парниковых газов метан является одним из самых сильнодействующих из-за его способности эффективно поглощать тепло в атмосфере Земли.Исследования показали, что за 20-летний период килограмм метана согревает планету в 80 раз больше, чем килограмм углекислого газа .

    Метан может находиться в атмосфере Земли около десяти лет, прежде чем он начнет реагировать со свободным радикалом, называемым гидроксилом, и превратится в углекислый газ, где он может оставаться там веками.

    Таким образом, по словам Варона, большую часть времени в атмосфере метан в виде молекулы проводит в виде молекулы CO2. В воздух выбрасывается гораздо меньше метана, чем углекислого газа.«Простое сокращение выбросов метана без снижения выбросов CO2 не будет столь полезным в долгосрочной перспективе», — говорит он. Тем не менее, метан оказывает продолжительное воздействие.

    Например, одно из таких ударов — это явление, называемое тепловым расширением. Парниковые газы, такие как метан, нагревают атмосферу, и до 90 процентов этого избыточного тепла поглощается океанами. Это тепло заставляет морскую воду расширяться в объеме. Этот эффект, наряду с таянием ледников, вызывает повышение уровня моря.

    Ученым давно известно, что углекислый газ нагревает атмосферу Земли и океаны, вызывая их расширение, но только недавно они обнаружили, что короткоживущие парниковые газы, такие как метан и CFC (газы, содержащие хлор или фтор), также способствуют тепловому расширению. .В 2017 году ученые провели компьютерных симуляций, которые показали, что тепловых расширений, вызванных метаном, продолжаются веками даже после того, как газ рассеивается из атмосферы.

    И, наконец, регулирование метана приносит пользу для здоровья. По словам Варона, выбросы газа могут привести к повышению уровня озона в атмосфере. По данным EPA, озон может вызвать ряд проблем со здоровьем, таких как одышка, и усугубить такие заболевания легких, как астма, эмфизема и хронический бронхит.

    «Люди давно измеряют содержание метана в атмосфере с помощью самолетов и наземных приборов, — говорит Варон. Он и его коллеги работают с правительственными агентствами, которые используют спутники, чтобы определить, где выбросы наиболее высоки. Эта информация может помочь идентифицировать объекты, на которых происходит утечка метана, и привести к лучшему мониторингу и, следовательно, регулированию операций с нефтью и природным газом по всему миру.

    Понимание происхождения метана может помочь нам смягчить последствия изменения климата, но это все еще тяжелая битва.Последний откат EPA может сделать этот холм намного круче.

    В исходной версии этой статьи говорилось, что из-за химической реакции большая часть времени жизни метана в атмосфере проходит в виде молекулы CO2. С тех пор мы уточнили это утверждение, чтобы отразить, что химическая реакция происходит в конце жизни метана в атмосфере. Мы сожалеем об ошибке.



    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    метана | Определение, свойства, использование и факты

    Метан , бесцветный газ без запаха, который часто встречается в природе и является продуктом определенной деятельности человека. Метан — простейший член парафинового ряда углеводородов и один из самых сильных парниковых газов. Его химическая формула — CH 4 .

    Подробнее по этой теме

    глобальное потепление: метан

    Метан (Ch5) — второй по значимости парниковый газ.Ch5 более мощный, чем CO2 …

    Химические свойства метана

    Метан легче воздуха, его удельный вес составляет 0,554. Он слабо растворяется в воде. Легко горит на воздухе с образованием углекислого газа и водяного пара; пламя бледное, слегка яркое и очень горячее. Температура кипения метана составляет -162 ° C (-259,6 ° F), а температура плавления -182,5 ° C (-296,5 ° F). Метан в целом очень стабилен, но смеси метана и воздуха с содержанием метана от 5 до 14 процентов по объему взрывоопасны.Взрывы таких смесей часто случаются на угольных шахтах и ​​угольных шахтах и ​​являются причиной многих аварий на шахтах.

    структура метана

    Тетраэдрическая структура метана (CH 4 ) объясняется в теории VSEPR (отталкивание валентной оболочки-электронной пары) молекулярной формы, предполагая, что четыре пары связывающих электронов (представленные серыми облаками) ) занимают позиции, сводящие к минимуму их взаимное отталкивание.

    Encyclopædia Britannica, Inc.

    Источники метана

    В природе метан образуется в результате анаэробного бактериального разложения растительного вещества под водой (где его иногда называют болотным газом или болотным газом).Водно-болотные угодья являются основным естественным источником производимого таким образом метана. К другим важным природным источникам метана относятся термиты (в результате процессов пищеварения), вулканы, жерла на дне океана и отложения гидрата метана, которые встречаются вдоль окраин континентов и под антарктическими льдами и арктической вечной мерзлотой. Метан также является основным компонентом природного газа, который содержит от 50 до 90 процентов метана (в зависимости от источника) и встречается как компонент горючего газа (горючего газа) вдоль угольных пластов.

    химическая структура метана

    Тетраэдрическая геометрия метана: (A) модель стержня и шарика и (B) диаграмма, показывающая валентные углы и расстояния. (Простые связи обозначают связи в плоскости изображения; клин и пунктир обозначают связи, направленные к зрителю и от него, соответственно.)

    Encyclopædia Britannica, Inc.

    Производство и сжигание природного газа и угля являются основными антропогенные (связанные с деятельностью человека) источники метана. Такие виды деятельности, как добыча и переработка природного газа и разрушающая перегонка битуминозного угля при производстве угольного газа и коксового газа, приводят к выбросу значительных количеств метана в атмосферу.Другая деятельность человека, связанная с производством метана, включает сжигание биомассы, животноводство и управление отходами (где бактерии производят метан, разлагая отстой на очистных сооружениях и разлагающиеся вещества на свалках).

    Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
    Подпишитесь сейчас

    Использование метана

    Метан — важный источник водорода и некоторых органических химикатов. Метан реагирует с паром при высоких температурах с образованием окиси углерода и водорода; последний используется при производстве аммиака для удобрений и взрывчатых веществ.Другие ценные химические вещества, полученные из метана, включают метанол, хлороформ, четыреххлористый углерод и нитрометан. Неполное сгорание метана дает технический углерод, который широко используется в качестве армирующего агента в резине, используемой для автомобильных шин.

    Роль как парниковый газ

    Метан, который производится и выбрасывается в атмосферу, поглощается стоками метана, которые включают почву и процесс окисления метана в тропосфере (нижний уровень атмосферы).Большая часть метана, производимого естественным путем, компенсируется его поглощением в естественных стоках. Однако антропогенное производство метана может вызвать более быстрое увеличение концентраций метана, чем они компенсируются поглотителями. С 2007 года концентрация метана в атмосфере Земли увеличивалась на 6,8–10 частей на миллиард (частей на миллиард) в год. К 2020 году содержание метана в атмосфере достигло 1873,5 частей на миллиард, что примерно в два-три раза выше, чем доиндустриальные уровни, которые колебались на уровне 600-700 частей на миллиард.

    Повышенная концентрация метана в атмосфере способствует парниковому эффекту, в результате чего парниковые газы (особенно углекислый газ, метан и водяной пар) поглощают инфракрасное излучение (чистую тепловую энергию) и переизлучают его обратно на поверхность Земли, потенциально задерживая тепло и производя существенные изменения климата.Повышенное содержание метана в атмосфере также косвенно увеличивает парниковый эффект. Например, при окислении метана гидроксильные радикалы (OH ) удаляют метан, вступая в реакцию с ним с образованием диоксида углерода и водяного пара, а по мере увеличения концентрации атмосферного метана концентрация гидроксильных радикалов уменьшается, эффективно продлевая время жизни метана в атмосфере. .

    The Editors of Encyclopaedia Britannica Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​редактором Джоном П. Рафферти.

    Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

    • глобальное потепление: метан

      Метан (CH 4 ) — второй по значимости парниковый газ. CH 4 более эффективен, чем CO 2 , потому что радиационное воздействие, производимое на одну молекулу, больше.Кроме того, инфракрасное окно менее насыщено в диапазоне длин волн излучения, поглощаемого CH 4 , поэтому больше…

    • парниковый газ: метан

      Метан (CH 4 ) — второй по значимости парниковый газ.CH 4 более эффективен, чем CO 2 , потому что радиационное воздействие, производимое на одну молекулу, больше. Кроме того, инфракрасное окно менее насыщено в диапазоне длин волн излучения, поглощаемого CH 4 , поэтому больше…

    • Климат: Климат и жизнь

      … пар, диоксид углерода, монооксид углерода, метан, озон, диоксид азота, азотная кислота, аммиак и ионы аммония, закись азота, диоксид серы, сероводород, карбонилсульфид, диметилсульфид и сложный набор неметановых углеводородов.Из них…

    Важность метана | Агентство по охране окружающей среды США

    Метан (CH 4 ) — углеводород, который является основным компонентом природного газа. Метан также является парниковым газом (ПГ), поэтому его присутствие в атмосфере влияет на температуру Земли и климатическую систему. Метан выделяется из различных антропогенных (антропогенных) и природных источников. Источники антропогенных выбросов включают свалки, системы добычи нефти и природного газа, сельскохозяйственную деятельность, добычу угля, стационарное и мобильное сжигание, очистку сточных вод и некоторые промышленные процессы.

    Метан является вторым по распространенности антропогенным парниковым газом после двуокиси углерода (CO 2 ), на который приходится около 20 процентов глобальных выбросов. Метан более чем в 25 раз сильнее углекислого газа улавливает тепло в атмосфере. За последние два столетия концентрация метана в атмосфере увеличилась более чем вдвое, в основном из-за деятельности человека. Поскольку метан является одновременно мощным парниковым газом и недолговечным по сравнению с углекислым газом, достижение значительных сокращений окажет быстрое и значительное влияние на потенциал атмосферного потепления.


    Другая информация о выбросах метана

    Кто больше всего выбрасывает метан?

    По оценкам, на Китай, США, Россию, Индию, Бразилию, Индонезию, Нигерию и Мексику приходится почти половина всех антропогенных выбросов метана. Основные источники выбросов метана в этих странах сильно различаются. Например, основным источником выбросов метана в Китае является добыча угля, тогда как Россия выбрасывает большую часть метана из систем природного газа и нефти.Крупнейшими источниками выбросов метана в результате деятельности человека в Соединенных Штатах являются нефтегазовые системы, кишечная ферментация домашнего скота и свалки.

    Почему меры по улавливанию и рентабельному использованию выбросов метана не получили широкого распространения?

    Несмотря на многочисленные преимущества, добыча метана не получила широкого распространения по нескольким причинам.

    1. Метан обычно является вторичным побочным продуктом промышленных процессов, из которых он выделяется. Например, угольные шахты стремятся выбрасывать метан из горных выработок, потому что он может вызвать взрывы.Исторически сложилось так, что горнодобывающие компании не рассматривали связанный метан как самостоятельный энергетический ресурс.
    2. Ответственные за выбросы могут быть не знакомы с технологиями, доступными для извлечения метана, или потенциальными прибыльными проектами по извлечению метана. Это особенно верно в отношении развивающихся стран, где улучшенный доступ к информации и техническому обучению будет полезен для обеспечения поддержки проектов по рекуперации метана.
    3. Плохо функционирующие энергетические рынки и финансово неплатежеспособные коммунальные предприятия и муниципалитеты во многих странах не могут обеспечить частному сектору климат, который будет привлекать их инвестиции в проекты по улавливанию и использованию метана.

    Факты и информация о метане

    Каждый раз, когда корова отрыгивает или выделяет газ, в атмосферу доносится небольшая струйка метана.

    Каждая из этих затяжек, исходящих из коровьего водопровода, вместе взятые, может иметь большое влияние на климат, потому что метан является мощным парниковым газом — примерно в 28 раз сильнее углекислого газа при нагревании Земли в 100-летнем масштабе. и более чем в 80 раз мощнее за 20 лет. Эффект не является чисто гипотетическим: со времени промышленной революции концентрация метана в атмосфере увеличилась более чем вдвое, и около 20 процентов потепления, которое испытала планета, можно отнести на счет газа.

    В атмосфере не так много метана — около 1800 частей на миллиард, примерно столько же, сколько два стакана воды в бассейне. Он примерно в 200 раз менее концентрирован в атмосфере, чем углекислый газ, самый распространенный и опасный из парниковых газов. Но химическая форма метана замечательно эффективна в улавливании тепла, а это означает, что добавление немного большего количества метана в атмосферу может иметь большое влияние на то, насколько и как быстро нагреется планета.

    Метан — это простой газ, состоящий из одного атома углерода с четырьмя плечами атомов водорода.Его время в атмосфере относительно скоротечно по сравнению с другими парниковыми газами, такими как CO 2 — любая молекула метана после того, как она выброшена в атмосферу, длится около десяти лет, прежде чем она улетучится. Это небольшая отметка по сравнению с веками, в течение которых молекула CO 2 могла продолжать плавать над поверхностью планеты. Но есть много источников метана, поэтому атмосферная нагрузка постоянно восстанавливается — или увеличивается.

    Источники метана

    Сегодня около 60 процентов метана в атмосфере поступает из источников, которые, по мнению ученых, вызваны деятельностью человека, а остальная часть поступает из источников, которые существовали до того, как люди начали оказывать существенное влияние на углеродный цикл.

    Большая часть естественных выбросов метана происходит из сырого источника: водно-болотных угодий, в том числе болот. Многие микробы похожи на млекопитающих в том смысле, что они поедают органические вещества и выделяют углекислый газ, но многие из них, живущие в неподвижных, лишенных кислорода местах, таких как заболоченные заболоченные почвы, вместо этого производят метан, который затем просачивается в атмосферу. В целом, около трети всего метана, плавающего в современной атмосфере, поступает из водно-болотных угодий.

    Что вызывает изменение климата (также известное как глобальное потепление)? И каковы последствия изменения климата? Узнайте о человеческом воздействии и последствиях изменения климата для окружающей среды и нашей жизни.

    Есть множество других природных источников метана. Он естественным образом просачивается из-под земли возле некоторых месторождений нефти и газа и из устьев некоторых вулканов. Он просачивается из-за тающей вечной мерзлоты в Арктике и накапливается в отложениях на мелководных, спокойных морях; он уносится прочь от пылающих ландшафтов, входя в атмосферу как CO 2 ; и его производят термиты, поедающие груды древесного детрита. Но все эти другие природные источники, за исключением водно-болотных угодий, составляют лишь около десяти процентов от общего объема выбросов ежегодно.

    Человеческие источники метана

    Сегодня антропогенные источники составляют основную часть метана в атмосфере.

    Коровы и другие пасущиеся животные привлекают большое внимание из-за их отрыжки и выброса метана. В желудках таких травоядных обитают микробы, которые наполняют кишечник автостопщиками, которые помогают им расщеплять и поглощать питательные вещества из жестких трав. Эти микробы производят метан в качестве отходов, который выходит из обоих концов коров. Навоз, производимый скотом и другими пастбищами, также является местом, где микробы могут заниматься своим делом, производя еще больше метана.В мире насчитывается 1,4 миллиарда голов крупного рогатого скота, и это число растет по мере увеличения спроса на говядину и молочные продукты; вместе с другими пастбищными животными они вносят около 40 процентов годового бюджета метана.

    Другие сельскохозяйственные предприятия также перекачивают метан в атмосферу. Рисовые поля очень похожи на водно-болотные угодья: когда они затоплены, они наполняются спокойной водой с низким содержанием кислорода, которая является естественным домом для бактерий, производящих метан. И некоторые ученые думают, что они могут увидеть момент, когда производство риса в Азии началось около 5000 лет назад, потому что концентрация метана, зафиксированная в крошечных пузырьках древнего воздуха, заключенных в ледяные керны в Антарктиде, быстро выросла.

    Маленькая колба вмещает столько же метана, сколько большая, скорее в виде порошка, чем газа.

    Фотография Марка Тиссена, Nat Geo Image Collection

    Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

    Метан также попадает в атмосферу на площадках бурения газовых и нефтяных скважин. Во многих штатах и ​​странах действуют строгие правила в отношении допустимой утечки, но оказалось, что эти правила трудно обеспечить. Недавние исследования показывают, что скважины в U.Только S. производят метана примерно на 60 процентов больше, чем ранее оценивало Агентство по охране окружающей среды. Во всем мире энергетический сектор вносит около четверти годового бюджета метана.

    Другой важный источник? Трата. Микробы на свалках и в центрах очистки сточных вод пожирают детрит, который оставляют после себя люди, и в процессе выкачивают тонны метана каждый год — около 14 процентов годового следа США.

    Влияние метана на климат, прошлое и будущее

    Метан также мог быть причиной быстрого потепления глубоко в истории Земли, миллионы лет назад.Под высоким давлением, подобным давлению на дне океана, метан затвердевает в похожий на слякоть материал, называемый гидратом метана. Огромные количества метана «заморожены» на дне моря в этом химическом состоянии, хотя его точное количество и местонахождение все еще изучаются. Гидраты стабильны, если что-то не мешает им, например, струя теплой воды.

    Массовое потепление, которое произошло около 55 миллионов лет назад, могло быть вызвано дестабилизированными гидратами, считают некоторые ученые.Метан просочился с морского дна в атмосферу, заполнив ее газом, улавливающим тепло, и заставил планету резко и быстро нагреться.

    В современной атмосфере концентрация метана выросла более чем на 150 процентов с 1750 года. Неясно, будет ли этот рост продолжаться или с какой скоростью, но МГЭИК предупреждает, что необходимо контролировать выбросы метана, чтобы удерживать планета от дальнейшего потепления.

    Метан: важная возможность в борьбе с изменением климата

    Как мы можем решить проблему с метаном?

    До недавнего времени было мало что известно о том, где происходили утечки, и о том, как лучше всего их исправить.В 2012 году мы начали серию исследований, чтобы лучше выявлять утечки и находить решения. Это крупнейшее рецензируемое исследование по данному вопросу.

    Обобщение результатов исследования показало, что нефтегазовая промышленность США выбрасывает не менее 13 миллионов метрических тонн метана в год — примерно на 60% больше, чем оценивало Агентство по охране окружающей среды в то время. Объем представляет собой достаточно природного газа, чтобы заправить 10 миллионов домов.

    Сегодня у нас есть гораздо более точные данные о том, откуда исходит метан и как его предотвратить.Инструменты наземных измерений вместе с растущим числом спутников, включая один, запускаемый нашей дочерней компанией MethaneSAT, делают поиск, измерение и сокращение выбросов быстрее и дешевле, чем когда-либо.

    Фактически, Международное энергетическое агентство оценивает, что во всем мире нефтегазовая промышленность может добиться сокращения выбросов на 75%, используя доступные сегодня технологии — две трети из них без себестоимости.

    Видя лидерство из Белого дома

    Являясь крупнейшим производителем нефти и газа в мире, Соединенные Штаты имеют как возможность, так и ответственность лидировать в сокращении выбросов метана.Хорошие новости: метан стал ключевым элементом обновленной климатической стратегии США при президенте Байдене. Другие страны начинают следовать этому примеру.

    Указом от 20 января президент пообещал восстановить и расширить федеральные правила по метану для нефтегазовых объектов, которые были отменены администрацией Трампа.

    Пара резолюций, одна принятая в Сенате, а другая ожидающая рассмотрения в Палате представителей, ускорит процесс, восстановит широко поддерживаемые меры защиты от загрязнения метаном и позволит EPA продвигаться вперед с амбициозными стандартами следующего поколения для новых и существующих нефтегазовых объектов. .

    Присмотритесь: исследуйте местные утечки

    Повышение осведомленности о масштабах и влиянии утечек метана имеет важное значение для разработки эффективной политики.

    Наш пилотный проект с помощью Google Earth Outreach помог визуализировать опасные для климата утечки, обнаруженные в местных сообществах.

    Что такое метан и почему это должно вас волновать?

    Метан (химический символ Ch5) — это бесцветный газ без запаха, состоящий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Это мощный парниковый газ; при выбросе он остается в атмосфере и влияет на климат Земли.Это вторая по значимости причина глобального потепления после двуокиси углерода.

    С 1750 года люди увеличили количество метана в атмосфере примерно на 150%. Добыча ископаемых видов топлива, таких как нефть, газ и уголь, является крупнейшим источником выбросов метана. Люди также увеличили выбросы метана из-за интенсивных методов ведения сельского хозяйства, животноводства и удаления отходов.

    Откуда берется метан?

    За миллионы лет огромное количество органического вещества от растений и животных, как в море, так и на суше, попадает в ловушку отложения и постепенно сжимается и все глубже погружается в землю.Давление и тепло вызывают молекулярный распад, в результате которого образуется термогенный метан.

    С другой стороны, биогенный метан вырабатывается микроорганизмами в бескислородной (бескислородной) среде, которые разлагают органические вещества в процессе, называемом ферментацией, в результате чего образуется метан. Аноксическая среда включает водно-болотные угодья, такие как озера, болота и торфяники. Микробы в пищеварительной системе животных и человека также производят метан, который выделяется «попутным газом» и отрыжкой.

    По данным НАСА, около 30% выбросов метана приходится на водно-болотные угодья.Еще 30% приходится на добычу нефти, газа и угля. Сельское хозяйство, особенно животноводство, выращивание риса и удаление отходов составляют 20%. Остальные 20% поступают из более мелких источников, включая океан, сжигание биомассы, вечную мерзлоту и — подождите — термиты.

    Природный газ представляет собой крупнейший антропогенный источник выбросов метана и выделяется при добыче нефти и газа. Нефтяные и газовые резервуары, которые часто встречаются вместе, существуют на тысячи футов ниже поверхности Земли.Чтобы добраться до них, нужно выкопать глубоко в земле колодцы. После добычи нефть и газ перемещаются по трубопроводу.

    Метан имеет множество полезных применений. Природный газ используется для отопления, приготовления пищи, в качестве альтернативного топлива для некоторых автомобилей и автобусов, а также для производства органических химикатов. Десять лет назад промышленность продвигала природный газ в качестве более чистого «мостового топлива», помогающего отказаться от нефти. Но хотя в момент сгорания он выделяет меньше, природный газ производит не меньше выбросов парниковых газов, чем другие ископаемые виды топлива, на протяжении всего своего жизненного цикла из-за широко распространенных утечек.

    Воздействие на окружающую среду

    Парниковые газы, такие как метан, остаются в атмосфере Земли, позволяя солнечному свету проходить через нее, но задерживая тепло. Увеличивая концентрацию парниковых газов в атмосфере, люди вызывают глобальное потепление.

    Хотя метан в целом составляет гораздо меньшую часть парниковых газов, чем углекислый газ, и распадается примерно через 10 лет, он обладает мощным ударом. Метан примерно в 28 раз сильнее углекислого газа.После падения в начале 2000-х годов уровни выбросов метана впоследствии выросли как из-за использования ископаемого топлива, так и из-за производства продуктов питания, поскольку люди потребляли больше мяса.

    Влияние на здоровье человека

    Помимо косвенного воздействия, связанного с климатом, выбросы метана отрицательно влияют на качество воздуха. Метан и другие углеводороды в природном газе соединяются с оксидами азота, образуя озоновое загрязнение. Приземный озон, также известный как смог, обостряет респираторные заболевания, такие как астма и хронический бронхит.

    Исследования также связывают бурение природного газа и гидроразрыв пласта с загрязнением питьевой воды настолько серьезным, что вода из кранов в домах вблизи буровых работ может воспламениться из-за высокого уровня метана. Хотя ограниченные исследования показывают, что метан не вреден для питья, он может вызывать взрывы и накапливаться в закрытых помещениях.

    Выбросы метана из ископаемого топлива

    Утечки газа могут происходить из труб и другой инфраструктуры в сетях природного газа, а также из простаивающих и заброшенных скважин.Сжигание и сброс во время добычи — два других значительных источника антропогенных выбросов метана. Если вы когда-нибудь видели, как при добыче нефти или газа из высокой трубы вырывается пламя, то это сжигание или сжигание природного газа в воздухе.

    Сжигание производится по разным причинам, в том числе по соображениям безопасности. Поскольку природный газ часто является побочным продуктом добычи нефти, производитель нефти может улавливать газ для использования в своей деятельности или поставлять его на рынок природного газа. Но когда у производителя нет доступа к трубопроводам или другой инфраструктуре для сбора и транспортировки газа, его сжигают.Низкие цены на газ также могут сделать сжигание газа дешевле, чем его продажу. С другой стороны, вентиляция включает прямой выброс газа в атмосферу без его сжигания.

    Производители и дистрибьюторы нефти и газа оценивают выбросы во время бурения, удаления газов и сжигания в факелах, а также любого газа, который вытекает из миллионов труб и соединений, составляющих газовую сеть. Но независимые исследования показывают, что выбросы метана намного больше, чем данные, сообщаемые отраслью.

    Новые исследования показывают, что пластиковые изделия, такие как пластиковые пакеты, предметы домашнего обихода и синтетическая одежда, являются дополнительными источниками выбросов метана.Это вызывает беспокойство, потому что производство пластика может удвоиться в следующие два десятилетия, однако прямые выбросы от пластиковых изделий не учитывались ни в глобальном бюджете метана, ни в климатических моделях.

    Выбросы метана в сельском хозяйстве

    Тим Грэм / Getty Images

    Выбросы метана в сельском хозяйстве включают животноводство, выращивание риса и сточные воды. Животноводство составляет самую большую долю, а также растущую долю, поскольку мировое потребление мяса продолжает расти.По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО), животноводство составляет 14,5% от общих антропогенных выбросов парниковых газов.

    Основная часть выбросов домашнего скота происходит от жвачных, таких как крупный рогатый скот, буйволы, овцы и верблюды, которые производят много метана во время пищеварения, большая часть его выделяется при отрыжке. Навоз домашнего скота вносит дополнительный вклад, особенно в системах интенсивного сельского хозяйства. Из выбросов метана от жвачных животных наибольший вклад вносят мясной и молочный скот.

    Пищевые отходы — еще одна серьезная проблема. По данным ФАО, около трети всех продуктов питания, производимых в мире для потребления человеком, никогда не употребляется в пищу. Эти пищевые отходы вносят значительный вклад в общие выбросы парниковых газов (около 8%) и являются основным источником выбросов метана при разложении пищевых продуктов.

    Хотя наиболее важными источниками антропогенных выбросов метана являются сельское хозяйство и добыча ископаемого топлива, люди вносят свой вклад в выбросы и другими способами. По данным EPA, городские свалки твердых отходов являются третьим по величине источником антропогенных выбросов метана в США.Есть также косвенные воздействия изменения климата. Потепление планеты приводит к таянию вечной мерзлоты, что может привести к высвобождению большего количества метана. Еще одна причина — сжигание биомассы в результате пожаров и преднамеренное сжигание.

    Правила

    Поскольку метан является одновременно очень сильным парниковым газом и недолговечным по сравнению с углекислым газом, значительное сокращение выбросов метана окажет быстрое и важное влияние на атмосферное потепление.

    Одно недавнее исследование показало, что быстрое сокращение выбросов метана может замедлить темпы потепления Земли на целых 30%.Но времени мало: в 2020 году уровень метана резко вырос. К значительным действиям, направленным против этой тенденции, относятся сокращение утечек, связанных с нефтью и газом, и преднамеренных выбросов газа, очистка заброшенных угольных шахт, сокращение потребления мяса и молочных продуктов, использование кормовых добавок для крупного рогатого скота, снижающих отрыжку. , а также внедрение технологий для улавливания выбросов со свалок.

    Через неделю после вступления в должность в 2021 году президент Джо Байден подписал указ о запрете добычи ископаемого топлива на государственных землях, на которые приходится 25% территории США.S. Выбросы парниковых газов.

    В День Земли 2021 года Байден созвал Саммит лидеров по климату и пообещал, что США сократят выбросы парниковых газов на 50% к концу десятилетия.

    На следующей неделе Сенат США одобрил восстановление ключевой части метановой стратегии администрации Обамы: нефтегазовых стандартов, направленных на предотвращение утечек метана из скважин и трубопроводов. Голосование за восстановление правил, отмененное администрацией Трампа, было расценено как важный шаг на пути к достижению новых целей по выбросам.

    Во время саммита, посвященного Дню Земли, лидеры Канады, Норвегии, Катара, Саудовской Аравии и США, на долю которых приходится 40% мировой добычи нефти и газа, объявили о создании совместного форума для разработки стратегий нулевых выбросов, которые позволят включают расширение использования возобновляемых источников энергии и отказ от углеводородов, в том числе ограничение выбросов метана.

    В 2020 году Европейский союз принял стратегию по сокращению выбросов метана в рамках Европейского зеленого курса, в котором изложен амбициозный план по достижению углеродной нейтральности к 2050 году, включая сокращение выбросов метана.По мере того, как мир готовился к саммиту по климату COP26 в Глазго, на Китай также усилилось давление, чтобы он сделал больше. Неизвестно, хватит ли коллективных усилий, чтобы замедлить глобальное потепление и избежать катастрофической переломной точки, но импульс набирает обороты.

    Технологии тоже играют свою роль. Технологии улавливания метана позволяют хранить и повторно использовать метан, выбрасываемый свалками, сжиганием ископаемого топлива, навозом и другими источниками, в качестве топлива или даже в качестве компонента таких товаров, как одежда и упаковочные материалы.Сами по себе технологические инновации не повернут вспять тенденцию к увеличению выбросов. Но на счету каждое усилие.

    Объяснение природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)

    Что такое природный газ?

    Природный газ — это ископаемый источник энергии, который образовался глубоко под поверхностью земли. Природный газ содержит множество различных соединений. Самый большой компонент природного газа — это метан, соединение с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода (Ch5).Природный газ также содержит меньшие количества сжиженного природного газа (ШФЛУ, который также является сжиженным углеводородным газом) и неуглеводородных газов, таких как диоксид углерода и водяной пар. Мы используем природный газ в качестве топлива и для производства материалов и химикатов.

    Как образовался природный газ?

    От миллионов до сотен миллионов лет назад и в течение долгих периодов времени остатки растений и животных (например, диатомовых водорослей) образовывали толстые слои на поверхности земли и на дне океана, иногда смешанные с песком, илом и карбонатом кальция. .Со временем эти слои оказались погребенными под песком, илом и камнями. Давление и тепло превратили часть этого материала, богатого углеродом и водородом, в уголь, часть в нефть (нефть), а часть в природный газ.

    Где находится природный газ?

    В некоторых местах природный газ проникал в большие трещины и промежутки между слоями вышележащей породы. Природный газ, обнаруженный в этих типах пластов, иногда называют условным природным газом .В других местах природный газ находится в крошечных порах (пространствах) в некоторых формациях из сланца, песчаника и других типов осадочных пород. Этот природный газ называется сланцевым газом или плотным газом , а иногда его называют нетрадиционным природным газом . Природный газ также встречается с месторождениями сырой нефти, и этот природный газ называется попутный природный газ . Залежи природного газа находятся на суше, а некоторые находятся на шельфе и глубоко под дном океана.Тип природного газа, обнаруженного в угольных месторождениях, называется метаном угольных пластов .

    Источник: адаптировано из информационного бюллетеня Геологической службы США 0113-01 (общественное достояние)

    Нажмите для увеличения

    Операторы готовят скважину для взрывных устройств, используемых при сейсморазведке

    Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

    Как мы находим природный газ?

    Поиск природного газа начинается с геологов, изучающих строение и процессы на Земле.Они определяют типы геологических формаций, которые могут содержать залежи природного газа.

    Геологи часто используют сейсмические исследования на суше и в океане, чтобы найти подходящие места для бурения газовых и нефтяных скважин. Сейсмические исследования создают и измеряют сейсмические волны в земле, чтобы получить информацию о геологии горных пород. Для сейсморазведки на суше может использоваться самосвал , который имеет вибрирующую подушку, которая ударяет по земле для создания сейсмических волн в подстилающей породе.Иногда используются небольшие количества взрывчатки. Сейсмические исследования, проводимые в океане, используют взрывы звука, которые создают звуковые волны, чтобы исследовать геологию под дном океана.

    Если результаты сейсморазведки показывают, что на участке есть потенциал для добычи природного газа, проводится бурение и испытания разведочной скважины. Результаты теста предоставляют информацию о качестве и количестве природного газа, доступного в ресурсе.

    Бурение скважин на природный газ и добыча природного газа

    Если результаты испытательной скважины показывают, что в геологической формации достаточно природного газа для добычи и получения прибыли, пробурены одна или несколько эксплуатационных (или эксплуатационных) скважин.Скважины природного газа могут быть пробурены вертикально и горизонтально в пластах, содержащих природный газ. В традиционных месторождениях природного газа природный газ обычно легко течет вверх через скважины на поверхность.

    В Соединенных Штатах и ​​в некоторых других странах природный газ добывается из сланцев и других типов осадочных горных пород путем вытеснения воды, химикатов и песка в скважину под высоким давлением. Этот процесс, называемый гидроразрывом или гидроразрывом , и иногда называемый нетрадиционной добычей, разрушает пласт, высвобождает природный газ из породы и позволяет природному газу течь в скважины и вверх на поверхность.В верхней части скважины на поверхности природный газ подается в сборные трубопроводы и направляется на заводы по переработке природного газа.

    Поскольку природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса, компании, работающие в сфере природного газа, добавляют меркаптан в природный газ, чтобы придать ему отчетливый и неприятный запах, чтобы помочь обнаружить утечки в трубопроводах природного газа. Меркаптан — безвредное химическое вещество, пахнущее тухлыми яйцами.

    Переработка природного газа для продажи и потребления

    Природный газ, забираемый из скважин природного газа или сырой нефти, называется влажным природным газом , потому что наряду с метаном он обычно содержит ШФЛУ — этан, пропан, бутаны и пентаны — и водяной пар.Устьевой природный газ может также содержать неуглеводороды, такие как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода, большая часть которых должна быть удалена из природного газа перед его продажей потребителям.

    Из устья скважины природный газ направляется на перерабатывающие предприятия, где удаляются водяной пар и неуглеводородные соединения, а ШФЛУ отделяется от влажного газа и продается отдельно. Некоторое количество этана часто остается в обработанном природном газе. Отделенный ШФЛУ называется сжиженной жидкостью для завода по производству природного газа (NGPL), а переработанный природный газ называется сухой , потребительского качества или газопроводного качества .Часть устьевого природного газа достаточно сухая и без обработки удовлетворяет стандартам трубопроводной транспортировки. Химические вещества, называемые одорантами, добавляются в природный газ, чтобы можно было обнаружить утечки в газопроводах. Сухой природный газ по трубопроводам направляется в подземные хранилища или в распределительные компании, а затем потребителям.

    В местах, где нет трубопроводов природного газа для отвода попутного природного газа, добываемого из нефтяных скважин, природный газ может быть повторно закачан в нефтеносный пласт, либо его можно сбросить или сжечь (сжигать на факеле).Повторная закачка нерыночного природного газа может помочь поддерживать давление в нефтяных скважинах для увеличения добычи нефти.

    Метан из угольных пластов может быть извлечен из угольных месторождений до или во время добычи угля, и его можно добавлять в трубопроводы природного газа без какой-либо специальной обработки.

    Большая часть природного газа, потребляемого в Соединенных Штатах, производится в Соединенных Штатах. Часть природного газа импортируется по трубопроводам из Канады и Мексики. Небольшое количество природного газа также импортируется в виде сжиженного природного газа.

    Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Правильное питание - источник здоровья
При полном или частичном использовании материалов активная ссылка на шефмастер-птз.рф обязательна
© 2021 Все права защищены