陆地环境监测
甲烷
一、名词定义
        中文名称:甲烷
        名词符号:CH4
        英文名称:methane
      分子量:16.04
二、名词简介
甲烷是天然气的主要成分,约占了87%。同时也是一种温室气体。在标准压力的室温环境中,甲烷无色、无味;家用天然气的特殊味道,是为了安全而添加的人工气味,通常是使用甲硫醇或乙硫醇。
1、物理性质
密度:0.717㎏/m³,熔点:-182.5℃,沸点:-161.6℃
2、化学性质
由于甲烷中碳原子与氢原子间的化学键为较稳定的σ键,化学性质比较稳定,因此甲烷能参与的反应较其他有机物少。燃烧(氧化反应)。与卤素的化学反应:当甲烷与氯在黑暗中混合时,两者不会产生化学反应,如果把混合物加热或以紫外光照射,以下反应(取代反应)会发生。甲烷可与溴产生类似反应。
甲烷与氟的反应十分猛烈,如果先用稀有气体稀释两者才在特定的仪器内进行反应,也可得出类似反应。甲烷与碘不会直接产生反应,可以用溴化碘等代替进行碘化。
3、工业用途
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。
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。
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。
三、在环境污染中的表现形式及存在方式
甲烷是结构最简单的碳氢化合物。广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑井气之中,是优质气体燃料,也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。从分子的层面上来说,甲烷是一种比二氧化碳更加活跃的温室气体,但它在大气中数量较少。
环境中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。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。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%。
甲烷对人基本无毒,但浓度过高时,空气中氧含量明显降低,使人窒息。
当空气中甲烷达25%~30%时,可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共济失调。若不及时脱离,可致窒息死亡。
甲烷易燃,与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。(黄辉)