什么是甲烷?

[拼音]：jiawan

[外文]：methane

CH₄ 结构最简单的碳氢化合物，液化天然气的主要成分。无色、无臭气体，沸点-161.6℃。广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑井气之中，是优质气体燃料，热值882.0kJ/mol;也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。

工业用甲烷主要来自天然气、烃类裂解气、炼焦时副产的焦炉煤气及炼油时副产的炼厂气，煤气化产生的煤气也提供一定量的甲烷（见表）。

有机物在无氧环境中，经腐败菌分解后，再经甲烷菌作用，即有甲烷生成。如纤维素在湖沼污泥中腐败分解生成的脂肪酸、醇，以及共存的二氧化碳和氢等，都能在甲烷菌作用下最终生成甲烷。其生成反应中较主要的有：

CH₃COOH─→CH₄+CO₂

4CH₃OH─→3CH₄+CO₂+2H₂O

CO₂+4H₂─→CH₄+2H₂O

天然气中甲烷的成因之一即是此类生物的腐败分解。采用生化过程，将生物物质（可再生能源）加工为富含甲烷的燃料气，现已引起各国重视，将成为解决世界能源问题的重要途径之一。

1920年P.萨巴蒂埃和J.B.桑代朗用铁、镍、钴等金属催化剂使一氧化碳或二氧化碳和氢反应合成了甲烷，是从碳的氧化物和氢合成一系列烃的开端。甲烷合成反应已应用于提高煤气热值，或从中热值煤气生产代用天然气。

主要有两方面：

（1）用作燃料 以甲烷为主要成分的天然气，用作优质气体燃料，已有悠久的历史。现代化的勘探、采输技术促进了天然气的大规模利用，使之成为世界第三能源。发达国家已大规模铺设天然气输气管网，将天然气用作城市煤气。天然气加压液化所得的液化天然气，热值比航空煤油高15％，用于汽车、海上快艇和超音速飞机，不但能提高速度，而且可节省燃料消耗。

（2）用作化工原料 富含甲烷的干性或湿性天然气中的甲烷组分，是生产一系列化工产品的重要原料。现代的天然气化工，其主要内容就是甲烷的化工利用。甲烷经蒸汽转化可制得合成气；经热裂解可生产乙炔或炭黑；经氯化可制得甲烷氯化物；经硫化可制得二硫化碳；经硝化可制得硝基烷烃；加氨氧化可制得氢氰酸；直接催化氧化可得甲醛。

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