Метан

Метан, CH₄ - простейший по составу предельный углеводород, органическое вещество класса алканов.
В природе содержится в природном газе, добываемом из газовых и газоконденсатных месторождений, в попутном нефтяном газе, в рудничном и болотном газах.
Также растворен в нефти, в пластовых и поверхностных водах.
В твердом состоянии встречается в виде газогидратов.

Существуют технологии производства синтетического метана.

Общая характеристика

Метан - в обычных условиях легкий бесцветный газ, без вкуса и запаха.
Однако в метан, используемый в качестве технического газа, могут добавляться одоранты – вещества, имеющие резкий неприятный запах для предупреждения его утечки.

Метан является одним из парниковых газов.
Его вклад в парниковый эффект составляет 4-9 %.

Он пожаро- и взрывоопасен.

Химические свойства метана

Почти не растворяется в воде и других полярных растворителях.
Зато растворяется в некоторых неполярных органических веществах (метанол, ацетон, бензол, тетрахлорметан, диэтиловый эфир и другие).

Метан по токсикологической характеристике относится к веществам 4^го класса опасности (малоопасным веществам) по ГОСТ 12.1.007.

Метан трудно вступает в химические реакции.
В обычных условиях не реагирует с концентрированными кислотами, расплавленными и концентрированными щелочами, щелочными металлами, галогенами (кроме фтора), перманганатом калия и дихроматом калия в кислой среде.
Химические свойства метана аналогичны свойствам других представителей ряда алканов.

Так как метан в большом количестве встречается в природе (например, содержится в природном газе, попутном нефтяном газе (ПНГ) и выделяется при крекинге нефтепродуктов), его, как правило, не получают искусственно.
Получение метана:

• выделяют при очистке и сепарации из природного газа, ПНГ и нефти при перегонке;
• получают из метаногидратов (гидратов природного газа);
• в процессе эксплуатации биогазовых установок и пр.
  

Промышленное производство синтетического метана

Технологии производства синтетического метана есть.
И в условиях энергоперехода идеи производства синтетического метана набирают обороты.
При выработке синтетического метана реакция происходит с использованием воды и диоксида углерода, что предотвращает поступление СО₂ в атмосферу.
Метан в промышленных и лабораторных условиях получается в результате следующих химических реакций:

1. газификация твердого топлива:
C + 2H₂ → CH₄ + H₂O (повышенное давление и t^o, kat = Ni, Mo или без катализатора).

2. синтез Фишера-Тропша:
CО + 3H₂ → CH₄ (kat = Ni, t^o = 200-300 ^оС);

3. реакция взаимодействия оксида углерода (IV) и водорода:
CО₂ + 4H₂ → CH₄ + 2H₂O (kat, t^o = 200-300 ^оС);

4. гидролиз карбида алюминия:
Al₄C₃ + 12H₂O → CH₄ + 4Al(OH)₃.

5. щелочное плавление солей одноосновных органических кислот
CH₃-COONa + NaOH → CH₄ + Na₂CO₃ (повышенная t^o).