什么是甲烷的性质、来源和利用? 甲烷的性质?

www.zhiqu.org     时间: 2024-05-19

甲烷

甲烷是最简单的烃(碳氢化合物),化学式。在标准状态下甲烷是无色气体,密度是0.717克/升,极难溶于水。通常情况下,甲烷稳定,如与强酸、强碱和强氧化剂等一般不发生化学反应。在特定条件下甲烷能与某些物质发生化学反应,如可以燃烧和发生取代反应等。甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分。它可用作燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。它主要的来源有:有机废物的分解、天然源头(如沼泽)、化石燃料、动物(如牛)的消化过程、稻田之中的细菌、生物物质缺氧加热或燃烧等。

甲烷是一种可燃性气体,而且可以人工制造,所以,在石油用完之后,甲烷将会成为重要的能源。

首先,沼气是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成的一种可燃性气体。沼气的用途广泛,首先可作为能源,用于人类的生产和生活;其次是帮助净化环境,用于处理城乡生活污水、垃圾和工农业废水、废物以及人畜粪便;再次是作为有机肥料,将沼发酵残余物用于农牧渔业生产;此外,还可从沼气及其发酵残余物制取很多化工产品。

太阳沼气池主要是靠收集太阳光的热量,来提高沼气池发酵温度,从而更好实现产气。下面是一种采用聚光凸透镜的太阳能沼气池。它是一种新型太阳能沼气池,包括发酵集料箱、复合凸透镜、防护罩、太阳能集热板、保温容器、电热转换器、温度传感器、保温控制器盒、快速发酵集料箱和支撑座。复合凸透镜由多个以曲面为基面的凸透镜组成,复合凸透镜上的多个凸透镜所集聚光线的焦点都在太阳能集热板 上,太阳能集热板位于保温容器的顶部,保温容器安装在快速发酵集料箱的上部,快速发酵集料箱上开设有与发酵集料箱连通的通气口 ,其通过支撑座安装在发酵集料箱内的上部。本实用新型能将太阳能热量聚集在沼气池中心部位,提供并控制甲烷菌等所需或最佳生存温度或繁殖温度,并将产气原料适当分类处置,保证有机物废物和沼气池充分使用。

寒地太阳能沼气装置

天然气是一种多组分的混合气体,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数。与煤炭、石油等能源相比,天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少,产生的二氧化碳仅为煤的40%左右,产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生,具有使用安全、热值高、洁净等优势。目前人们的环保意识提高,世界需求干净能源的呼声高涨,各国政府也透过立法程序来传达这种意愿。天然气曾被视为最干净的能源之一,再加上世界的石油危机,能源紧张加深美国及主要石油消耗国家研发替代能源的决心,因此,在还未发现真正的替代能源前,天然气需求量自然会增加。

(1)天然气发电。是缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例,减少环境污染的有效途径。且从经济效益看,天然气发电的单位装机容量所需投资少,建设工期短,上网电价较低,具有较强的竞争力。

(2)天然气化工工业。天然气是制造氮肥的最佳原料,具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重,世界平均为80%左右。

(3)城市燃气事业。特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强,大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。

(4)压缩天然气汽车。以天然气代替汽车用油,具有价格低、污染少、安全等优点。

天然气化工是以天然气为原料生产化学产品的工业,是燃料化工的组成部分。由于天然气与石油同属埋藏地下的烃类资源,有时且为共生矿藏,其加工工艺及产品相互有密切的关系,故也可将天然气化工归属于石油化工。天然气化工一般包括天然气的净化分离、化学加工(所含甲烷、乙烷、丙烷等烷烃的加工利用)。世界上约有50个国家不同程度地发展了天然气化工。天然气化工比较发达的国家有美国、俄罗斯、加拿大等。美国发展天然气化工最早,产品品种和产量目前仍居首位。消耗于化学工业的天然气,占该国化工行业所消耗原料和燃料总量的1/2以上。20世纪70年代中期前苏联调整了化学工业政策,加速发展天然气化工生产,在西伯利亚天然气产区新建生产装置,大规模应用于合成氨、甲醇和乙烯、二硫化碳。目前,其天然气化工产品产量仅次于美国。加拿大有丰富的天然气资源,用于合成氨、尿素、甲醇和乙烯的生产。

我国的能源结构以煤炭为主,石油、天然气所占比例远远低于世界平均水平。随着国家对能源需求的不断增长,提高天然气在能源结构中的比重和引进LNG,将对优化我国的能源结构,有效解决能源供应安全和生态环境保护,实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。

随着天然气的普遍应用,天然气供应已经成为国家能源安全中越来越重要的组成部分。未来中国天然气需求增长速度将明显超过煤炭和石油。

与此同时,甲烷也是一种温室气体:其全球变暖潜能为22(即它的暖化能力比二氧化碳高22倍)。

北冰洋

世界八成甲烷的产生皆来自人为活动(主要是畜牧业)。在过去200年,地球大气中的甲烷浓度升了1倍多,由0.8毫克/千克上升至1.7毫克/千克。甲烷并非毒气;然而,其具有高度的易燃性,和空气混合时也可能造成爆炸。甲烷和氧化剂、卤素或部分含卤素之化合物接触会有极为猛烈地反应。甲烷同时也是一种窒息剂,在密闭空间内可能会取代氧气。若氧气被甲烷取代后含量低于19.5%时可能导致窒息。当有建筑物位于垃圾掩埋场附近时,甲烷可能会渗透入建筑物内部,让建筑物内的居民暴露在高含量的甲烷之中。某些建筑物在地下室设有特别的回复系统,会主动捕捉甲烷,并将之排出至建筑物外。

研究发现,气候变暖导致海洋释放出更多甲烷。

气候变暖不但表现为人类排放的温室气体增多,还会导致地球自身释放出更多的温室气体。据美国最新一期《地球物理通讯》杂志刊登的一篇英国国家海洋中心的研究报告显示,研究人员探测到北冰洋中存在大量甲烷,这证实了地球暖化导致海底释放大量甲烷的说法。他们担心,这些甲烷可能使得地球变暖问题更加恶化。

英国研究人员搭乘皇家科学考察船前往北极海域,利用声呐探测到从海底升起250多个甲烷气泡。经过分析他们发现,这块海域在过去30年中水温升高了1℃,导致海底的甲烷水合物分解出甲烷,并以气泡方式浮上海面。

甲烷水合物又称“可燃冰”,通常存在于海底高压稳定状态下。30年前,这些物质可在海面下360米深处稳定存在,而现在,它们要到400米下才能稳定存在。

研究人员担心,如果北极海域普遍出现这种现象,那么,每年将释放出数千吨甲烷。由于甲烷是一种温室气体,因此,这将会使得地球变暖的问题更加恶化。而且溶于海水中的甲烷会造成海水酸度增加,对海洋生态形成负面影响。



甲烷的性质什么?~

甲烷分子式CH4(结构简式与分子式一样)。最简单的有机化合物。甲烷是没有颜色、没有气味的气体,沸点-161.4℃,比空气轻,它是极难溶于水的可燃性气体。甲烷和空气成适当比例的混合物,遇火花会发生爆炸。化学性质相当稳定,跟强酸(如H2SO4、HCl)、强碱(如NaOH)或强氧化剂(如KMnO4)等一般不起反应。在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应。
甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、坑气及煤气的主要成分之一。它可用作燃料及制造氢、一氧化碳、炭黑、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。

C—H 键能413kJ/mol
H—C—H 键角109°28′
甲烷分子是正四面体空间构型,甲烷的结构式只是表示分子里各原子的连接情况,并不能真实表示各原子的空间相对位置。

甲烷的产生:据德国核物理研究所的科学家经过试验发现,植物和落叶都产生甲烷,而生成量随着温度和日照的增强而增加。另外,植物产生的甲烷是腐烂植物的10到100倍。他们经过估算认为,植物每年产生的甲烷占到世界甲烷生成量的10%到30%。

1.物质的理化常数:
国标编号 21007
CAS号 74-82-8
中文名称 甲烷
英文名称 methane;Marsh gas
马来文metana
别 名 沼气
分类:有机物
分子式 CH4
结构式
  H
  |
H-C-H
  |
  H

外观与性状 无色无臭气体
分子结构: 甲烷分子是正四面体形分子、非极性分子。
晶体类型:分子晶体(sp3杂化)
分子量 16.04 蒸汽压 53.32kPa/-168.8℃ 闪点:-188℃
熔 点 -182.5℃ 沸点:-161.5℃ 溶解性 微溶于水,溶于醇、乙醚
密 度 相对密度(水=1)0.42(-164℃);相对密度(空气=1)0.55 稳定性 稳定
危险标记 4(易燃液体) 主要用途 用作燃料和用于炭黑、氢、乙炔、甲醛等的制造


#熊元沾# 甲烷的成份,性质是什么? -
(18029274489): 甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分.它可用作燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料.化学符号为CH₄.更多石化方面的资讯,请到西部石化网( http://www.xbshw.com.cn)上查询!

#熊元沾# 甲烷的物理性质是什么? -
(18029274489): 物理性质: 在标准状态下为气体,无色,无味,比空气轻,不溶于水(其实是溶解度很小罢了),无毒. 一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷. 结构: 甲烷,化学式CH4,是最简单的烃,由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成.因此甲烷分子的结构为正四面体结构,四个键的键长相同键角相等.

#熊元沾# 甲烷有什么性质?烷烃也可以 -
(18029274489): 甲烷的稳定性:一般情况下,性质稳定,甲烷与强酸、强碱及强氧化剂等不起反应. 甲烷的可燃性:甲烷是天然气和沼气的主要成分,燃烧时放出大量的热量,生成和二氧化碳,因此以甲烷为主要燃料的它们是理想的清洁能源. ①有机化合物分子里的原子或原子团被其它的原子或原子团代替的反应叫取代反应. ②甲烷的四种氯化物都不溶于水.在常温下一氯甲烷是气体,其它三种都是液体.三氯甲烷和四氯甲烷都是工业上重要的溶剂.四氯甲烷还是一种效率较高的灭火剂. (4)甲烷的受热分解:在隔绝空气并加热1000℃的条件下,甲烷可以分解生成炭黑和氢气的方程式:

#熊元沾# 甲烷的化学性质是怎样的?
(18029274489): 甲烷的化学性质是:能氧化(燃烧),易取代(氯代).并且烷烃都是如此!

#熊元沾# 请问什么是甲烷跟乙烷?分别是做什么用?
(18029274489): 甲烷,化学式CH4,俗称沼气.它可用作燃料及制造氢气、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料. 乙烷,分子式CH3-CH3,是烷烃同系列中第二个成员,为最简单的含碳-碳单键的烃.以溶解状态存在于石油中.主要用途: 用于制乙烯、氯乙烯、氯乙烷、冷冻剂等.

#熊元沾# 什么是甲烷 它有什么化学性质
(18029274489): 甲烷分子式CH4 甲烷是最简单的饱和烃或石蜡系烷烃,在链烷烃中它是最不活泼的.

#熊元沾# 甲烷的化学性质是什?甲烷的化学性质是什么
(18029274489): 1.可燃性 2.与纯净的卤素单质发生取代反应 3.受热分解

#熊元沾# 甲烷的物理性质及化学性质 -
(18029274489): (1)化学性质比较稳定 把制得的甲烷气体通入盛有高锰酸钾溶液(加几滴稀硫酸)的试管里,没有变化.再把甲烷气体通入溴水,溴水不褪色.(2)取代反应 把一个大试管分成五等分(或用一支有刻度的量气管),用排饱和食盐水法先收集1/5体积...

#熊元沾# 甲烷是干什么的? -
(18029274489): 甲烷在自然界分布很广,是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道气的主要成分.它可用作燃料及制造氢气、碳黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料.化学符号为CH₄. 甲烷物理性质:甲烷是无色、可燃和无毒的气体.沸点为-161.49...

#熊元沾# 什么是甲烷 -
(18029274489): CH2