Những thắc mắc về khí Methane (CH4) như khí Methane là gì? Có nhiều ở đâu? Có những ứng dụng đa dạng gì? Đang là sự quan tâm, tìm hiểu của rất nhiều người, đặc biệt là thế hệ trẻ và các doanh nghiệp.

Đây là một loại khí được sinh ra trong quá trình chế biến, chưng cất dầu mỏ và có mặt trong nhiều quá trình tự nhiên khác. Để hiểu rõ hơn về loại khí này cũng như trả lời những thắc mắc của các bạn, chúng tôi sẽ tổng hợp lại những thông tin chi tiết nhất về khí Methane trong bài viết hôm nay.

1. Khí Methane là gì ?

• Methane (CH4) là một hợp chất hóa học đơn giản nhất trong nhóm Hydrocarbon, bao gồm một nguyên tử Carbon và bốn nguyên tử Hydrogen.
• Nó là một Hydride nhóm 14 và là Alkan đơn giản nhất, và là thành phần chính của khí tự nhiên.
• Nó là một khí không màu, không mùi, và dễ cháy, thường xuất hiện dưới dạng khí tự nhiên.

2. Tính chất của khí Methane

• CH₄ là chất khí không màu, không mùi, không vị và có trọng lượng nhẹ hơn không khí.
• Methane có độc tính cao, dễ bắt lửa và gây cháy, khi cháy ngọn lửa có màu xanh.
• Khí hóa lỏng ở nhiệt độ -162 độ C và hóa rắn ở nhiệt độ -183 độ C.
• Điểm bốc cháy của khí Methane là 537 độ C.
• Methane có khối lượng riêng là 0.717kg/m³.
• Loại khí này không có khả năng hòa tan trong các dung môi phân cực bởi không có liên kết giữa các Hydro, chỉ tan được trong dung môi không phân cực.
• Methane không có tính dẫn điện.

3. Vậy khí Methane có nhiều ở đâu

Methane có mặt trong tự nhiên và được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau:

1. Khí tự nhiên: Là thành phần chính của khí tự nhiên, được khai thác từ các mỏ khí thiên nhiên dưới lòng đất.
2. Quá trình phân hủy kỵ khí: Methane được tạo ra từ quá trình phân hủy chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí, chẳng hạn như trong ruộng lúa, bãi rác, và ao hồ.
3. Ngành công nghiệp dầu mỏ: Trong quá trình chế biến và chưng cất dầu mỏ, Methane là một sản phẩm phụ.
4. Đầm lầy: Các quá trình sinh học trong đầm lầy cũng tạo ra một lượng lớn Methane.
5. Hệ thống tiêu hóa của động vật: Đặc biệt là trong các loài động vật nhai lại như bò và cừu, quá trình tiêu hóa tạo ra khí Methane.

4. Ứng dụng của khí Methane

4.1. Sử dụng khí Methane trong nhiên liệu

• Methane được biết đến chủ yếu qua vai trò của nó như một nguồn năng lượng chính trong sản xuất điện và nhiệt. Nó là thành phần chính của khí tự nhiên, được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện để sản xuất điện năng.
• Sự đốt cháy Methane tạo ra nhiệt, từ đó có thể chuyển đổi thành điện năng thông qua các tuabin khí và tuabin hơi nước.
• Việc sử dụng methane không chỉ giúp nâng cao hiệu quả năng lượng mà còn góp phần bảo vệ môi trường bằng cách giảm lượng khí thải CO2.

4.2. Methane trong sản xuất hóa chất

• Methane là nguyên liệu cơ bản trong ngành công nghiệp hóa chất.
• Nó được sử dụng để sản xuất nhiều loại hóa chất quan trọng như Methanol, Acetylene, Hydro Cyanide, và Formaldehyde.

4.3. Methane trong sản xuất Hydrogen

• Methane còn là nguồn cung cấp Hydrogen chính trong ngành công nghiệp.
• Quá trình Steam reforming của Methane là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất hydrogen.
• Hydrogen sau đó được sử dụng trong các quá trình công nghiệp khác như sản xuất Amoniac, lọc dầu, và pin nhiên liệu.

4.4. Ứng dụng trong sưởi ấm và nấu ăn

• Khí Methane dưới dạng khí tự nhiên, được sử dụng rộng rãi trong hệ thống sưởi ấm và nấu ăn trong các hộ gia đình và doanh nghiệp.
• Sự phổ biến của nó nhờ vào tính năng sạch sẽ, hiệu quả, khả năng cung cấp nhiệt ổn định và ít phát thải các chất gây ô nhiễm.

4.5. Ngành lọc hóa dầu

• Trong ngành lọc hóa dầu, Methane được sử dụng làm nhiên liệu và nguyên liệu.
• Nó giúp trong quá trình Cracking dầu mỏ để tạo ra các sản phẩm dầu nhẹ hơn như xăng, dầu diesel và các sản phẩm khác.
• Methane cũng được sử dụng trong các quá trình Hydrocracking và Hydrotreating để cải thiện chất lượng của các sản phẩm dầu.

4.6. Ngành công nghiệp thực phẩm

• Ngoài ra CH4 cũng có ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong quá trình sản xuất và chế biến thực phẩm.
• Nó được sử dụng làm nguồn nhiệt trong các lò nướng, lò hấp, và các thiết bị nấu ăn công nghiệp khác.

4.7. Xử lý nước thải và chất thải rắn

• Trong xử lý nước thải và chất thải rắn, Methane được tạo ra từ quá trình phân hủy kỵ khí của chất hữu cơ.
• Khí Methane thu được có thể được sử dụng để sản xuất điện năng, làm giảm gánh nặng năng lượng và giảm phát thải khí nhà kính.

5. Cách điều chế khí CH4 hiện nay

Tùy thuộc vào quy mô sản xuất mà chúng ta có thể lựa chọn cách thức điều chế phù hợp. Cùng tham khảo 2 cách điều chế khí CH₄ theo 2 quy mô khác nhau sau đây:

5.1. Điều chế khí CH4 trong phòng thí nghiệm (quy mô nhỏ)

• Điều chế CH₄ từ nhôm cacbua có phương trình hóa học: Al₄C₃ + 12H₂O →  4Al(OH)₃ + 3CH₄
• Điều chế khí metan từ Natri axetat với xút và vôi tôi: CH₃-COONa + NaOH + CaO → Na₂CO₃ + CH₄
• Điều chế khí CH₄ từ khí CO có phương trình hóa học như sau: CO + 2H₂ →  H₂O + CH₄ (điều kiện phản ứng là nhiệt độ cao)
• Điều chế khí CH₄ từ đường glucose có phương trình hóa học: C₆H₁₂O₆ →  3CO₂ + 3 CH₄
• Điều chế theo phản ứng cracking C₃H₈ theo phương trình: CH₃ – CH₂ – CH₃  → 3CO₂ + 3 CH₄
• Ngoài ra các bạn có thể điều chế khí CH₄ bằng cách khử dẫn xuất Methyl của các Halogen, Ancol hay Carbonyl.

5.2. Điều chế khí CH4 trong công nghiệp

• Với quy mô điều chế khí Methan trong công nghiệp, người ta thường sẽ tách khí Methane từ khí thiên nhiên và dầu mỏ.

6. Những lưu ý về an toàn khi làm việc với khí Methane

• Khi làm việc trong các khu vực có nguy cơ chứa khí Methane như giếng sâu, hố sâu hoặc hang động, cần trang bị đồ bảo hộ và thiết bị an toàn đầy đủ.
• Không mang theo các vật dụng gây cháy nổ.
• Sử dụng các thiết bị kiểm tra nồng độ khí Methane trước khi tiến hành công việc trong những khu vực nguy hiểm.

Vừa rồi là những chia sẻ của chúng tôi về những thông tin cơ bản về khí Methane nhằm giải đáp thắc mắc những câu hỏi liên quan. Hy vọng bài viết hôm nay có thể giúp ích cho các bạn. Nếu thấy bài viết hay và bổ ích, hãy chia sẻ tới bạn bè của mình để có nhiều người được biết thêm về khí Methane.

Hãy liên hệ ngay nếu các bạn có câu hỏi hay có nhiều cầu mua và tìm hiểu về nhiều loại khí khác nhau. Công ty TNHH SX TM DV Bảo Phương – Chuyên cung cấp và phân phối các loại khí công nghệ cao: khí hiệu chuẩn, khí đặc biệt và khí trộn theo yêu cầu của quý khách.