Метан (болотный газ; СН 4) - это простейший предельный углеводород. Бесцветный, не имеющий запаха газ, t° плавления -182,48°. Метан легко загорается; смесь метана с воздухом взрывоопасна.
Метан является основным компонентом природного газа (60-99%), рудничного газа (35-40%), а также различных продуктов анаэробного разложения органических веществ, например болотного газа, газов полей орошения. В больших количествах метан образуется при коксовании каменного угля, гидрировании угля и в других промышленных производствах.
Метан используется как топливо при газификации, а также для промышленного синтеза углеводородов большого мол. веса. При неполном сгорании или каталитическом окислении метана образует метанол (см. Метиловый спирт), (см.), ацетилен (см.). Метан используют также в производстве сажи, хлористого метила, хлорбромбензола, нитрометана, и других продуктов.
Метан обнаруживается в кишечных газах (в результате метанового брожения), в крови животных и человека.
Метан является наиболее инертным соединением из группы парафиновых углеводородов. Физиологический метан индифферентен и может вызывать отравления лишь в очень высокой концентрации (из-за малой растворимости метана в воде и крови). Вместе с тем токсическое действие метана проявляется и при более низких концентрациях метана в воздухе. Так, при содержании в воздухе 25-30% метана появляются первые признаки (учащение пульса, увеличение объема дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека головную боль. В полной мере токсическое действие метана проявляется лишь при повышенном давлении (2-3 атм).
Первая помощь при остром отравлении: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. Грелки. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание, которое прекращается только после появления признаков трупного окоченения.
Хроническое действие метана. У работающих на или производствах, где в воздухе присутствуют метан и другие углеводороды ряда метана, описаны заметные сдвиги со стороны (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, ). Тем не менее хроническое действие метана не вызывает тяжелых органических изменений, хотя некоторые исследователи связывают возникновение у шахтеров нистагма с длительным воздействием метана.
Профилактика отравлений метаном. В подземных выработках не допускается содержание метана выше 0,75 об.%. При повышении содержания метана рабочие должны быть непременно удалены, а помещения - проветрены. Главной мерой предупреждения скоплений метана в шахтах является наличие хорошей вентиляции. При индивидуальной защите необходимо применение шлемов с принудительной подачей воздуха или дыхательных аппаратов, снабженных запасом воздуха.
Метан представляет собой простое химическое соединение газообразной формы. Вещество не опасно для здоровья человека и не представляет угрозы для жизни. Класс опасности метана – 4 (малоопасные соединения). При регулярном попадании газа в организм происходит поражение центральной нервной системы.
Свойства метана
Газообразное соединение СН 4 – простой углеводород. Метан это газ, который при комнатной температуре, нормальной влажности и атмосферном давлении не имеет запаха и цвета. Он плохо растворяется в воде. Вещество не токсично. В условиях закрытого пространства накапливается и становится взрывоопасным.
Метан – это второй по значимости и количеству в атмосфере парниковый газ после углекислого. Он вырабатывается в условиях отсутствия кислорода (в почве, болоте), выделяется в процессе жизнедеятельности микроорганизмов.
Наибольшие запасы вещества в природе находятся на территориях вечной мерзлоты, в морском дне. В промышленности метан делают из каменного угля.
В связи с его широким распространением существует классификация метана по его происхождению:
- бактериальный – газ, который образовался как продукт метаболизма живых микроорганизмов;
- биогенный – метан как результат химических реакций между различными органическими комплексами;
- абиогенный – газ как продукт соединения неорганических химических элементов с водой;
- термогенный – образование метана происходит при химических реакциях под действием высоких температур.
Газ используют в химической промышленности для синтеза органических веществ, в космической отрасли в качестве ракетного топлива.
Метан в организме человека
Присутствие метана в организме человека постоянно. Его продуцируют условно-патогенный жители тонкого и толстого кишечника – кишечные палочки.
Установлено, что в небольших количествах газ выделяют все эукариоты – клетки, содержащие ядро, а это весь организм. Если целостность или проницаемость клеточных оболочек и мембран нарушена, под действием метана возрастает риск развития гипоксии – кислородного голодания тканей.
Увеличению газа в организме человека способствуют нервные перенапряжения, стрессовые ситуации, эмоциональная нестабильность. Повышение уровня вещества происходит при острых инфекционных болезнях, которые сопряжены с высокой интоксикацией.
Метан, который выделяется молочно-кислыми бактериями кишечника, играет физиологическую роль. Он влияет на такие процессы, как моторика, перистальтика полых органов пищеварительной системы. Вещество приносит не только пользу, но и вред.
При его избытке у человека возникают такие расстройства:
- метеоризм, повышенное газообразование;
- тошнота и отрыжка;
- вздутие живота, чувство дискомфорта, тянущие боли;
- функциональные запоры.
Газ не ядовит, поэтому влияние метана на организм человека не вредно. При попадании больших концентраций газа в кровеносное русло не создается угроза жизни, так как метан не растворим в крови, не вступает во взаимосвязь с ее компонентами, не образует токсические комплексы. Смертельные случаи отравления веществом фиксируются крайне редко. Предельно допустимая концентрация – 7000 мг/м 3 .
Причины и симптомы отравления метаном
Существую риски отравления газом. Метан опасен для людей, которые работают в закрытом пространстве – шахты, промышленные строения, где есть риск скопления больших концентраций вещества в помещении, либо люди подвержены систематическому воздействию ядовитого газа.
Хроническая интоксикация организма
Метан в небольших концентрациях оказывает наркотическое действие. Он влияет по принципу анестезирующих препаратов – снижается чувствительность и показатели артериального давления. Наблюдается незначительная возбудимость. Затем вредность метана проявляется расстройствами вегетативной нервной системы:
- Глазосердечный рефлекс – надавливая на глазные яблоки при закрытых веках количество сокращений сердца резко снижается до 4-8 ударов в минуту. Это связано с угнетением импульсов блуждающего и тройничного нервов. Осложнения симптома – устойчивая брадикардия, нарушение ритмических сердечных сокращений (асистолия).
- Гипотония – стабильное снижение артериального давления, постоянная сонливость, физическая слабость, вялость и разбитость, бледность кожных покровов, одышка, усиливающаяся при движении. На фоне развития гипотонии у пострадавшего случаются обмороки, особенно когда человек находится долгое время в вертикальном положении (в душном транспорте или помещении). Из-за дневной сонливости нарушается качество и продолжительность ночного сна. Днем не ощущает чувства бодрости. Частые симптомы – головокружение, тошнота.
- Атропиновая проба резко выраженная – диагностический метод, который позволяет выявить нарушение работы сердца и других внутренних органов.
Острое отравление метаном
Признаки, характерные для отравления метаном в больших концентрациях, отличаются выраженностью. Первоначально человек испытывает удушье. Появляется одышка из-за недостатка кислорода, нарушается кровообращение. Постепенно симптом нарастает. Это может вызвать у человека приступ паники или страха. Пострадавший принимает вынужденное положение тела – наклонен вперед, опираясь на колени. Характеристика дыхания:
- шумное;
- частое;
- иногда со свистом;
- выдох происходит тяжелее, чем вдох.
Затем присоединяется кашель, может быть усиленная секреция слизистой бронхов. Поэтому иногда наблюдается обильное отхождение мокроты. Из-за ложного чувства нехватки воздуха человек делает глубокие вдохи.
На фоне общей интоксикации и поражения центральной нервной системы действие метана на организм человека проявляется в нарушении координации движений. Особенно страдает мелкая моторика. Признаки отравления головного мозга:
- эйфория сменяются сильными головными болями, нарушением цикличности дыхания;
- отсутствие сна, пострадавший засыпает с трудом;
- потеря аппетита, постоянная тошнота, иногда рвота;
- нарушения деятельности органов чувств;
- симптомы обезвоживания организма – сухость во рту, нарушение водно-солевого баланса.
В тяжелых случаях, которые фиксируются редко (у пожилых, людей с ослабленным здоровьем или хроническими болезнями) наблюдается сильная боль в висках и затылке, язык обложен налетом, развивается сухой кашель. Возникает рвота после каждого приема пищи. Нарушается функциональность ЖКТ – боли в эпигастральной области, понос, диспепсия и другие кишечные расстройства. Кожа становится бледной с синим оттенком. Повышается температура тела на 1-2°, вызывая ломоту в костях и озноб.
В самых тяжелых случаях развивается отек легких.
Оказание первой помощи при отравлении метаном
Метан держится в организме недолго, быстро и легко выводится из организма.
Если человек получил острое отравление, его необходимо вынести из очага поражения (помещения) на свежий воздух. Освободить от стесняющей одежды – галстук, шарф, расстегнуть верхние пуговицы одежды. Специфического противоядия не существует. Поэтому пострадавшего нужно быстро доставить в больницу. При тошноте и рвоте человека уложить на бок, чтобы избежать аспирации дыхательных путей.
Если человек находится в бессознательном состоянии, нужно постоянно следить за его дыханием. Можно дать понюхать пары нашатырного спирта. В случае отсутствия легочной деятельности срочно приступить к выполнению искусственного дыхания и массажа сердца пострадавшему.
При хроническом отравлении важно определить источник постоянной интоксикации организма и устранить его. Пациенту назначают симптоматическое лечение, в зависимости от степени поражения организма:
- Для поддержания сердечной деятельности показаны сердечные гликозиды. Они компенсируют сердечную недостаточность.
- При расстройствах ЖКТ – противорвотные, противодиарейные, антацидные препараты.
- Для снятия болевого симптома – спазмолитические средства.
- Для стабилизации эмоционального фона – седативные, успокаивающие препараты.
Осложнения
Отравление метаном может повлечь негативные последствия. При хронической интоксикации из-за влияния на нервную систему у человека наблюдаются нервные и психические расстройства:
- подавленное настроение;
- нарушение режима сна и бодрствования;
- упадок сил;
- отсутствие мотивации, интересов, увлечений;
- частые депрессии и угнетенное настроение;
- эмоциональная нестабильность;
- отсутствие желания общения с людьми.
К физиологически осложнениям относятся поражение внутренних органов, нарушение их функций:
- сбой работы выделительной системы (почек);
- нарушение деятельности костного мозга и механизма кроветворения;
- хроническая недостаточность дыхательной системы;
- в редких случаях – летальный исход.
Так как метан не имеет запах, его присутствие в помещении не всегда удается зафиксировать. Чтобы избежать отравления сотрудников в производственных сооружениях должны проводить регулярные замеры параметров воздуха или установить специальные приборы, которые фиксируют концентрацию метана в воздухе.
Метан горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1м 3 . С воздухом образует взрывоопасные смеси . Особую опасность представляет метан, выделяющийся при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в горные выработки, а также на угольных обогатительных и брикетных фабриках, на сортировочных установках. Так, при содержании в воздухе до 5–6% метан горит около источника тепла (температура воспламенения 650-750 °С), от 5–6% до 14–16% взрывается, свыше 16% может гореть при притоке кислорода извне. Снижение при этом концентрации метана может привести к взрыву. Кроме того, значительное увеличение концентрации метана в воздухе бывает причиной удушья (например, концентрации метана 43% соответствует 12% O 2).
Взрывное горение распространяется со скоростью 500-700 м/сек; давление газа при взрыве в замкнутом объёме равно 1 Мн/м 2 . После контакта с источником тепла воспламенение метана происходит с некоторым запаздыванием. На этом свойстве основано создание предохранительных взрывчатых веществ и взрывобезопасного электрооборудования. На объектах, опасных из-за присутствия метана (главным образом, угольные шахты), вводится т.н. газовый режим.
При 150-200 °С и давлении 30-90 атм метан окисляется до муравьиной кислоты.
Метан образует соединения включения - газовые гидраты, широко распространенные в природе.
Применение метана
Метан - наиболее термически устойчивый насыщенный углеводород. Его широко используют как бытовое и промышленное топливои как сырьё для промышленности. Так, хлорированием метана производят метилхлорид, метиленхлорид, хлороформ, четырёххлористый углерод.
При неполном сгорании метана получают сажу, при каталитическом окислении - формальдегид, при взаимодействии с серой - сероуглерод.
Термоокислительный крекинг и электрокрекинг метана- важные промышленные методы получения ацетилена.
Каталитическое окисление смеси метана с аммиаком лежит в основе промышленного производства синильной кислоты. Метан используют как источник водорода в производстве аммиака, а также для получения водяного газа (т. н. синтез-газа): CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 , применяемого для промышленного синтеза углеводородов, спиртов, альдегидов и др. Важное производное метана - нитрометан.
Метан и парниковый эффект
Метан является парниковым газом . Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 23 единицы. Содержание в атмосфере метана росло очень быстро на протяжении последних двух столетий.
Сейчас среднее содержание метана CH 4 в современной атмосфере оценивается как 1,8 ppm (parts per million , частей на миллион). И, хотя это в 200 раз меньше, чем содержание в ней углекислого газа (CO 2), в расчете на одну молекулу газа парниковый эффект от метана - то есть его вклад в рассеивание и удержание тепла, излучаемого нагретой солнцем Землей - существенно выше, чем от СО 2 . Кроме того, метан поглощает излучение Земли в тех «окошках» спектра, которые оказываются прозрачными для других парниковых газов. Без парниковых газов - СO 2 , паров воды, метана и некоторых других примесей средняя температура на поверхности Земли была бы всего –23°C , а сейчас она около +15°C.
Метан высачивается на дне океана через трещины земной коры, выделяется в немалом количестве при горных разработках и при сжигании лесов. Недавно обнаружен новый, совершенно неожиданный источник метана - высшие растения, но механизмы образования и значение данного процесса для самих растений пока не выяснены.
Метан – природный газ, плотность которого несравнима с плотностью бензина. Поэтому его заправляют в баллоны высокого давления, сжимая до пары сотен атмосфер. Собственно, эти самые баллоны и монтируются в автомобили.
Преимущества установки ГБО на метане на авто
1) Октановое число у метана больше, чем у 98-го бензина (110), а стоит он в три раза меньше оного, и почти в 2 раза меньше пропана, что является первым плюсом в пользу этого газа. Цена установки ГБО на метане начинается от 44 000 руб. Все зависит от марки автомобиля, количества цилиндров и выбора производителя устанавливаемого оборудования.
2) Второй несомненный плюс этого топлива - его экологичность. В результате сгорания этого газа, получается вода и углекислый газ, что положительно влияет на окружающую среду.
3) Экономичность, конечно большинство людей устанавливают ГБО метан на свои авто ради экономии. А экономия при использовании метана достигает следующих показателей:
Стоимость метана сегодня: 16.50 рублей/куб;
по сравнению с бензином экономия в 3.29 раза;
по сравнению с пропан-бутаном в 2.08 раза;
С подробным расчетом можно ознакомиться с ценами.
Недостатки ГБО на метане
1) Первый - на территории Москвы метановых заправок мало - если точнее 11 штук.Где они находятся?
×
Фото с расположением метановых заправок в Москве
Как вы знаете есть два вида газобаллонного оборудования, которое устанавливается в автомобили для экономии на топливе. Казалось бы газ и газ, в чем тут разница, однако она довольно существенна, давайте разберемся в чем тут дело:
Метан - это природный газ, который добывается из-под земли, этот же газ идет по желтым трубам между домов и приходит к вам на кухню. (однако заправить автомобиль от кухонной плиты бесплатно не получится - в трубе для этого не хватит давления, чтобы хоть сколь-нибудь ощутимо наполнить баллон).
Пропан-Бутан - сжиженный нефтяной газ. Самая первая и самая чистая фракция от перегонки нефти. Продукт нефтепереработки.
Казалось бы, метан - естественнее, это природный газ, поэтому в нем все должно быть проще, легче и дешевле.. но это не совсем так. Да, сам газ дешевле чем тот, который получается от переработки нефти на заводе. но у него совершенно другая формула, и он не переходи в жидкую стадию при повышении давления до уровня, который можно создать в автомобильных баллонах. Он сжимается намного хуже и сложнее - поэтому первый недостаток: для него нужны баллоны большого давления, которые сами по себе куда тяжелее и дороже чем на пропане.
Итак, недостатки метана:
- Нужны баллоны большого давления: они занимают много места в багажнике, много весят, из-за этого оборудование получается дорогим: в два раза дороже, чем пропанвое. Если ГБО пропанна обычную машину с 4мя цилиндрами будет стоить вам где-то 25000р при установке в Москве в 2017 году, то ГБО метан обойдется уже в 50000р - в два раза дороже.
- Большое давление - если последствия разрыва баллона на пропане в целом безвредные (можно найти ролики на ютубе) и все поисходит куда безопаснее чем взрыв бензина в бензобаке, то метан это уже очень большое давление. Многие боятся возить с собой такой заряд энергии.
- Метан сушит двигатель, сокращается ресур его работы. Об этом лучше посмотрите в видео выше, где мастер установщик как раз затронул эту тему.
- Очень мало метановых заправок - удивительно, но пожалуй вот это и есть самый большой недостаток.
Действительно, очень странное - в России, стране с сырьевой экономикой, где Газпром - "национальное достояние" - вы с трудом найдете метановую заправку. В Москве они расположены в основном на МКАДе, причем на его внешнем радиусе. Тем кто катается по делам внутри города это будет не очень удобно...
Так кто же устанавливает ГБО на метане и зачем? Гбо на Метане довольно популярно среди владельцев Газелей:
- Между рамой и кузовом как раз есть место, куда можно запихнуть несколько баллонов высокого давления.
- Двигатель на газелях (да и все остальное) не отличается особой стабильностью в работе, постоянно требует внимания, поэтому если метан и "подсушит" движок, то на общем фоне эти изменения будут не очень заметны, все равно вы туда полезете после 300 тысяч километров пробега.
- Газель - машина с довольно большим расходом топлива. Пусть метан и дорог на стадии установки ГБО, но это только первоначальная инвестиция - ну а дальше-то идет уже чистая экономия, и да, она лучше чем на пропане.
Достоинства установки ГБО пропан-бутана:
- Это то, что можно поставить в легковые автомобили, не потеряв при этом значительную часть грузоподъемности и вообще не потеряв объем багажника, если вы ставите цилиндрический баллон вместо запаски. Жалко запаску? Вспомните как давно вы ей пользовались, сколько раз доставали за последние 3 года? Ни разу? Ну вот, а если едите куда-то в дальний путь - можно просто положить ее в багажник. Если же вы где-то в городе и вдруг с вами что-то случилось, тут на каждом углу шиномонтаж, снял колесо отвез его сразу на ремонт.. или попросил кого-нить подвезти вам другое.
- Это безопасно. Даже если ваш автомобиль попадет в самое жесткое ДТП, так что произойдет полная деформация кузова и баллон потеряет герметичность - то поверьте, газ это не то что причинит вам при этом какой-то вред.. скорее всего у вас уже будет много переломов от самой аварии. В пропановых баллонах низкое давление, чаще всего газ просто тихо уходит в атмосферу.
- Газовое оборудование на пропане дешево - установка на обычные 4 цилиндра инжекторного автомобиля, всео 25000р. На карбюратор - еще дешевле, около 18000 с большим баллоном.
- Установка ГБО на пропане почти не влияет на ресурс двигателя. Автомобили такси ходят по 500000 км с ГБО Lovato.
- Пропановых заправок много, в Москве они есть в каждом районе. Изучите карту, найдите себе несколько, которые вам будут удобны.
Ну вот такой расклад, друзья. Недостатки ГБО метана заставили нас временно отказаться от работы с этим оборудованием, основная причина: мало заправок. У нас были клиенты, которые по этой причине переходили с метана на пропан. Устанавливать ГБО на метане мы советуем только тем, кто уже сознательно нашел для себя какие-то явные плюсы в этом типе топлива.
Загрузка...
