شاید بارها و بارها نام گاز متان را در مکان‌ها، خبرها و یا حتی از آشنایان نزدیک و دور خود، شنیده باشد و برای شما این سوال پیش‌آمده باشد که گاز متان چیست؟ ما در این مقاله به بررسی تخصصی این گاز، مشخصات، کاربردهای آن در صنایع مختلف و خطرات آن را مورد بررسی قرار می‌دهیم و توضیحاتی را در اختیار شما قرار می‌دهیم. همراه ما باشید تا با این گاز، آشنا شوید.
تعریف گاز متان
متان یک ترکیب شیمیایی با فرمول شیمیایی CH4 (یک اتم کربن متصل به چهار اتم هیدروژن) است؛ یعنی یک هیدرید گروه ۱۴، ساده‌ترین آلکان و ترکیب اصلی گاز طبیعی است. گاز متان یکی از مهم‌ترین گازهای گلخانه‌ای است که به طور طبیعی و انسانی تولید می‌شود و فراوانی متان روی زمین آن را به یک سوخت اقتصادی جذاب تبدیل می‌کند و به دلیل ویژگی‌های شیمیایی و زیست‌محیطی خود، توانسته در مدت کوتاهی توجه‌های بسیاری را به خود جلب کند، البته جذب و ذخیره آن کمی دشوار است؛ زیرا گازی در دما و فشار استاندارد است. متان در جو به‌عنوان یک گاز گلخانه‌ای بسیار قوی عمل می‌کند و در برابر انتقال گرمای ناشی از تابش خورشید، از خود مقاومت نشان می‌دهد. این گاز بدون بو و رنگ است و در دما و فشار استاندارد به‌صورت گاز در می‌آید.
مشخصات گاز متان
متان ساده‌ترین هیدروکربن با فرمول مولکولی CH4 است. این گاز دارای ساختار مولکولی چهاروجهی با یک اتم کربن در مرکز و چهار اتم هیدروژن در زوایای برابر است. در مقایسه با دیگر هیدروکربن‌ها، متان چگالی پایینی دارد و در دمای اتاق و فشار اتمسفری، به‌صورت گاز باقی می‌ماند. شایان‌ذکر است که متان، به‌رغم اینکه در دماهای پایین‌تر به‌راحتی مایع می‌شود، در شرایط عادی بسیار پایدار است. متان از هوا سبک‌تر است و وزن مخصوص آن ۰.۵۵۴ است. این گاز فقط کمی در آب حل می‌شود، به‌آسانی در هوا می‌سوزد و دیاکسیدکربن و بخار آب تشکیل می‌دهد. همچنین این گاز دارای شعله کم‌رنگ، کمی درخشان و بسیار داغ است. نقطه‌جوش متان ۱۶۲– درجه سانتی‌گراد یعنی ۶/۲۵۹– درجه فارنهایت و نقطه ذوب آن ۵/۱۸۲– درجه سانتی‌گراد یعنی ۵/۲۹۶– درجه فارنهایت است. اما متان به‌طورکلی بسیار پایدار است.
گاز متان چگونه تولید می‌شود؟
حال که با تعریف و مشخصات گاز متان آشنا شدیم، به سراغ یک سوال اصلی می‌رویم “گاز متان چگونه تولید می شود؟” گاز متان به دو روش اصلی طبیعی و انسانی تولید می‌شود. منابع طبیعی شامل تجزیه مواد آلی در باتلاق‌ها، ماند آب‌ها، تالاب‌ها و رسوب‌های زیرزمینی هستند. همچنین این گاز، به‌صورت مصنوعی در نتیجه فعالیت‌های انسانی مانند کشاورزی، دامداری و دفع زباله نیز تولید می‌شود. برای مثال، فرایند هضم در معده حیوانات نشخوار‌کننده مانند گاوها، شترها و دیگر حیوانات، یکی از منابع تولید انسانی متان است. طبق آمار ناسا، امروزه حدود ۶۰ درصد از تولید متان به فعالیت‌های انسانی برمی‌گردد. تولید سوخت‌های فسیلی بزرگ‌ترین عامل انسانی در انتشار گاز متان است. استخراج زغال‌سنگ، گاز طبیعی و نفت هر کدام سطحی از متان را به‌عنوان بخشی از فرایند استخراج منتشر می‌کند.
اثرات زیست‌محیطی متان چیست؟
همان‌طور که گفتیم، متان جزء اصلی گاز طبیعی، یک گاز گلخانه‌ای قوی (GHG) است. پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) آن حدود ۲۸ برابر بیشتر از همان جرم انتشار آن است. ازاین‌رو، متان پس از دیاکسیدکربن در نقش خود، در تغییرات آب‌وهوایی، در رتبه دوم قرار می‌گیرد، درحالی‌که مقدار متان (GWP) به طور قابل‌توجهی بالاتر از دیاکسیدکربن است، همچنین طول عمر کوتاه‌تری نسبت به دیاکسیدکربن دارد و بنابراین پس از حدود ۱۲ سال، متان موجود در جوّ به GHG با GWP کمتر تجزیه می‌شود. در مقابل، دیاکسیدکربن می‌تواند بیش از یک قرن در جو باقی بماند. در نتیجه، یکی از مؤثرترین راه‌ها برای کاهش سرعت تغییرات آب‌وهوا، کاهش سریع انتشار متان است.
مزایا و معایب گاز متان
گاز متان مانند تمامی گازها دارای مزایا و معایب بسیاری است که ابتدا به سراغ بررسی مزایا این گاز می‌رویم:
مزایای
یکی از اصلی‌ترین مزایای گاز متان، نقش آن به‌عنوان یک منبع انرژی پاک و مؤثر است متان در تولید برق و حرارت نقش به سزایی دارد. نیروگاه‌های گازی می‌توانند با استفاده از این گاز، برق بیشتری با میزان آلودگی کمتری تولید کنند. گاز متان در مقایسه با دیگر سوخت‌های فسیلی مانند نفت و زغال‌سنگ، سوختی پاک‌تر است. انتشار گازهای مضر نظیر دی‌اکسید گوگرد (SO2) و دی‌اکسید نیتروژن (NO2) در هنگام سوختن متان به‌مراتب کمتر است و این امر می‌تواند به کاهش آلودگی هوا کمک کند. متان به‌عنوان یکی از مولکول‌های پایه در صنایع شیمیایی، نقشی کلیدی در تولید مواد شیمیایی مهم مانند متانول و آمونیاک دارد. این امر باعث شده است که صنایع پتروشیمی به طور گسترده‌ای از این گاز بهره ببرند.
معایب
متان یک گاز گلخانه‌ای قوی است و توانایی آن در حفظ گرما حدود ۲۵ برابر بیشتر از دیاکسیدکربن (CO2) است. انتشار این گاز می‌تواند نقش مضری در گرم‌شدن کرهٔ زمین داشته باشد و تغییرات آب‌وهوایی مخربی را به همراه آورد. گاز متان به‌شدت قابل‌اشتعال بوده و در صورت نشت، می‌تواند منجر به انفجار و خطرات بسیار جدی شود. این موضوع نیازمند نظارت و کنترل دقیق در فرایند استخراج، حمل‌ونقل و استفاده از آن است. انتشار ناخواسته متان از منابع مختلف، مانند خطوط لوله و سایت‌های ذخیره‌سازی، یکی از مشکلات دیگر مرتبط با این گاز است. این موضوع می‌تواند منجر به آلودگی هوا و افزایش میزان گازهای گلخانه‌ای در جو کره زمین شود.
خطرات گاز متان
هرچند گاز متان به‌خودی‌خود سمی نیست، اما خطرات جدی انسانی و زیست‌محیطی را به دنبال دارد که در اینجا به برخی از خطرات گاز متان اشاره می‌کنیم. به دلیل ویژگی اشتعال‌پذیری بالا، گاز متان در صورت حضور در مقادیر بالا، می‌تواند منجر به انفجار در معادن شود و به این دلیل، درصد بسیار بزرگی از انفجارهای معادن را به خود اختصاص می‌دهد. همچنین، این گاز به‌عنوان یک گاز گلخانه‌ای قوی، نقش بسیار مخربی را در تغییرات آب‌وهوایی ایفا می‌کند. طبق گزارش‌های EPA، متان حدود ۱۲ درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای ایالات متحده آمریکا را تشکیل می‌دهد که درصد قابل‌توجهی است و به دلیل توانایی بسیار بالای آن در حفظ گرما، اثرات جبران‌ناپذیری بر محیط‌زیست دارد.
کاربرد گاز متان
متان به دلیل سخت‌پذیری بالا و میزان احتراق مفید، به‌عنوان منبعی از سوخت‌های فسیلی در صنایع مختلفی به کار می‌رود. این گاز عمدتاً در تولید گرما و برق، به‌ویژه در نیروگاه‌های حرارتی، استفاده می‌شود. همچنین، در تولید مواد شیمیایی مختلف نظیر متانول و آمونیاک، نقش دارد و به‌عنوان یک ماده خام استفاده می‌شود. کاربردهای مهم دیگر متان شامل استفاده در سیستم‌های فشار بالای گاز و صنایع پتروشیمی است. علاوه‌برآن، متان نقش زیادی در تولید مواد شیمیایی مختلف نظیر متانول و آمونیاک دارد. متانول که از متان استخراج می‌شود، به‌عنوان یک ماده اولیه در تولید محصولات صنعتی مانند پلاستیک و حلال‌های شیمیایی استفاده می‌شود. آمونیاک نیز به‌عنوان یکی از اجزای اصلی کودهای شیمیایی و مواد پاک‌کننده در صنایع کشاورزی و بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مواد شیمیایی حیاتی که از متان به دست می‌آیند، در بسیاری از کاربردهای صنعتی، حیاتی هستند. برای خرید گاز خالص آزمایشگاهی متان میتوانید با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید گریدهای متفاوتی ار خلوص براساس نیاز شما موجود می باشد.
مصارف متان در صنایع مختلف در ایران
در کشور ایران، صنایع پتروشیمی و شیمیایی کشور به‌شدت به متان وابسته هستند و نقش مهمی در تولید گازهای صنعتی و مواد اولیه شیمیایی ایفا می‌کند. با وجود شرکتهای بزرگی مثل پتروشیمی بندر امام و ماهشهر که به تولید محصولات متنوعی از جمله اتیلن و پروپیلن پرداخته، نیاز به متان به‌عنوان ماده اولیه مشخص می‌شود. این صنایع با استفاده از متان قادر به تولید مواد شیمیایی پایه‌ای مورد نیاز برای صنایع پلاستیک، نساجی و مواد شوینده هستند که بخش بزرگی از اقتصاد غیر نفتی ایران را تشکیل می‌دهد. مواردی که ذکر کردیم، تعدادی از کاربردهای گاز متان در صنایع مختلف در ایران است.
سخن پایانی
گاز متان چیست؟ این متن با این سوال شروع شد و الان با بسیاری از ویژگی‌های این گاز آشنا شدیم و حالا به طور خلاصه، گاز متان با فرمول شیمیایی CH4 یکی از ترکیباتی است که به دو روش اصلی طبیعی و انسانی تولید می‌شود که در بسیاری از صنایع و کاربردهای روزمره، نقش حیاتی دارد. این گاز به‌عنوان یک سوخت کارآمد و اقتصادی در تولید برق و گرما استفاده می‌شود، بلکه در صنایع شیمیایی و پتروشیمی نیز به‌عنوان ماده خام اصلی برای تولید مواد شیمیایی مهم نظیر متانول و آمونیاک به کار می‌رود. با وجود مزایای اقتصادی و صنعتی، متان نیز دارای خطرات و چالش‌های زیست‌محیطی است. این گاز یکی از گازهای گلخانه‌ای قوی، اثرات قابل‌توجهی بر تغییرات آب‌وهوایی دارد؛ لذا، مدیریت و کنترل انتشار متان به‌ویژه در فعالیت‌های انسانی مانند کشاورزی و استخراج سوخت‌های فسیلی، امری ضروری برای کاهش آسیب‌های زیست‌محیطی است.
