Metano ultrapuro

Il metano ultrapuro è prodotto in Italia dalla Nippon Gases che fornisce gas industriali, alimentari e medicali di qualità avvalendosi di tecnologie all’avanguardia con lo sguardo sempre attento alla sostenibilità ambientale.

L’impianto di purificazione del metano della Nippon Gases è l’unica fonte di metano ultrapuro disponibile sul mercato europeo e costituisce un fiore all’occhiello dell’industria nazionale. Progettato e dimensionato per soddisfare la crescente domanda di metano ultrapuro certificato a livello globale, l’impianto è in grado di produrre, in ciclo continuo, qualsiasi grado di purezza pari a 99.9999%.

La sfida per ottenere il metano ultrapuro consiste nella rimozione delle impurità che si trovano tipicamente nel metano derivante dal gas naturale contenute nel metano di rete che costituisce la fonte di alimentazione del sistema.

Dal metano al metano ultrapuro

Sebbene i depositi di gas naturale siano costituiti principalmente da metano e, a seconda del luogo di estrazione quantità variabili di impurità quali idrocarburi come l’etano, il propano, il butano, vapore acqueo, idrogeno solforato, anidride carbonica, azoto e l’elio. Uno degli obiettivi importanti del trattamento del gas naturale è rimuovere l’idrogeno solforato che è un gas corrosivo e tossico e convertirlo in zolfo.

La purificazione da queste impurità comporta costi elevati a causa della solubilità di queste sostanze nel metano. L’esatta composizione del gas naturale liquefatto quindi dipende dalla sua fonte e dalle tecnologie di liquefazione utilizzate

Le procedure di routine per rimuovere le impurità, tuttavia, non consentono di ottenere metano ultrapuro necessario per applicazioni particolari è necessaria un’alta tecnologia. L’impianto della Nippon Gases è costituito, infatti, da una serie di unità di setacci molecolari in grado di trattenere le principali impurezze contenute nel metano di rete costituite principalmente da zolfo, umidità e residui di biossido di carbonio.

I setacci molecolari sono materiali progettati con pori di struttura e dimensione precise e uniformi dello stesso ordine di grandezza delle dimensioni delle specie che devono essere rimosse. Ciò consente loro di adsorbire preferenzialmente gas e liquidi in base alle dimensioni molecolari e alla polarità. Una volta all’interno delle cavità, le molecole possono interagire con un’ampia superficie, il che significa che hanno tempi di ritenzione relativamente lunghi.

Successivamente il metano, attraverso una doppia colonna di frazionamento criogenico che comporta la compressione del flusso di gas e il suo raffreddamento a una temperatura sufficientemente bassa da consentire la separazione mediante distillazione, subisce un’ulteriore purificazione che consente di rimuovere i gas non condensabili come l’azoto e gli idrocarburi residui, come etano e propano, prima di venir gasificato attraverso degli scambiatori d’aria, compresso ed infine imbombolato in pacchi o bombole con il prodotto della purezza desiderata.

Applicazioni

Il gas naturale liquefatto (LNG) e il gas naturale compresso (CNG) sono due dei mezzi più ampiamente accessibili per ridurre le emissioni associate ai tradizionali veicoli alimentati a benzina e diesel e utilizzabile nei motori a gas per generare elettricità e calore ad alta efficienza.

Tramite il metodo di deposizione chimica in fase vapore del metano ultropuro si può ottenere carbonio quale rivestimento di opportuni substrati. Il metano ultrapuro è utilizzato all’interno di un impianto di fabbricazione di dispositivi a semiconduttore ma l’applicazione più affascinante riguarda il suo ruolo nella formazione del diamante.

Il metano è uno dei costituenti, insieme all’acqua e all’ammoniaca di Urano e Nettuno. Studi sperimentali e teorici hanno riportato che il metano molecolare si dissocia e polimerizza in condizioni di alta pressione e alta temperatura che simulano quelle dei due pianeti per produrre idrocarburi più pesanti, rilasciando idrogeno per formare infine diamante.

A pressioni moderatamente elevate e basse temperature, il gas metano può essere intrappolato e stabilizzato dall’acqua in una forma solida nota come idrato di metano. La formazione del diamante dall’idrato di metano avviene alla temperatura di 3800 K e alla pressione di 45 GPa utilizzando una cella a incudini di diamante riscaldata con laser a anidride carbonica