甲烷在不同环境下燃烧的方程式（主要成分是甲烷的物质）

#甲烷#

正常情况下，甲烷（化学式：CH4）无色、无味、无毒、无腐蚀性，比空气轻。他看不见也摸不着。虽然它的结构很简单，但它的名字并不简单：自然界中最简单的有机物；碳含量最低、氢含量最高的烷烃；自然界中最稳定的有机小分子。

天然气

天然气是低分子量烃类气体和非烃类气体（如油田气、气田气和煤层气）的混合物，天然气自然储存在地层中。

甲烷约占天然气的87%，含有少量乙烷、丙烷和丁烷。有些还含有硫化氢、氮气、水和少量惰性气体。燃烧后放热高，污染小。它是一种相对清洁的能源。一般来说，天然气是无色无味的。人们家中使用的天然气的特殊气味实际上是一种人工气味，用来警告气体泄漏，如甲硫醇或乙硫醇。

煤层气

煤层气，俗称“气”，是指储存在煤层中，主要由甲烷组成，以吸附或解离的形式存在，溶解于煤层水中的烃类气体。

煤层气是非常规天然气，95%以上为甲烷，其余为二氧化碳或氮气。煤气的热值相当于天然气，可以与天然气混合运输。可作为民用、工业、电力、汽车、化工等原材料。

当空气中煤层气浓度达到5%～16%时，会发生明火爆炸，这也是煤层气爆炸的来源。在煤矿开采前，如果先开采煤层气，煤层气的爆炸率可降低70%～85%。如果不首先提取煤层气，在开采过程中会排放到大气中。它的温室效应大约是二氧化碳的21倍，对环境造成了严重的危害。因此，煤层气的开发利用具有一箭双雕的作用。

页岩气

从页岩中提取的天然气为页岩气，主要存在于泥岩、高碳泥岩、页岩和粉砂岩夹层中，处于吸附或游离状态。页岩气和传统天然气一样，以甲烷为主，可以通过管道输送。

与天然气相比，页岩气具有使用寿命长、生产周期长的优点。页岩气井长期稳定产气。目前，煤层气和致密气体是世界上三大非常规气体。

可燃冰

甲烷可以在笼子里形成水合物，也就是说，它被包裹在一个“笼子”里。甲烷含量超过99%的天然气水合物也称为甲烷水合物。天然气水合物是天然气的主要成分，甲烷和水在高压和低温下结晶形成冰。它通常出现在苔原或大陆边缘水域。由于其点火作用，常被称为“可燃冰”。

一立方米的可燃冰相当于164立方米的天然气，燃烧产生的二氧化碳是煤的一半。它有效地降低了全球温室效应，成为一种备受关注的新能源。然而，在寒冷地区，可燃冰主要储存在海底或永久冻土中，很难找到和勘探。开发和使用既困难又昂贵。任何泄漏都会造成灾难性后果。目前，世界上还没有一种安全可行的采矿方法。

沼气

沼气是在一定温度、湿度和pH值的厌氧环境中微生物发酵产生的可燃气体，最初在沼泽、湖泊和池塘中发现，被称为“沼气”。

沼气的可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃，非可燃成分包括二氧化碳、氮气和氨。沼气中甲烷含量为55%～70%，热值低，利用价值不高。然而，当净化到93%以上时，它可能会变成沼气。

目前，沼气的经济价值并不低。为了摆脱对俄罗斯天然气的依赖，欧洲建立了大规模的沼气工业。在我国，沼气池的综合利用是改变农村环境的重要途径。

除上述形式外，甲烷还出现在油田伴生气、凝析气、矿井气、煤层气等的“状态”中，可以看出，尽管甲烷的结构简单，但有许多外包装形式。然而，无论甲烷的形态如何，都要牢记一个特点：混合后的甲烷和空气在火灾中爆炸的极限浓度为4.9%~ 16%（体积分数）——低于下限不燃烧，高于上限静音燃烧，在5%~ 15%的范围内发生明火爆炸。爆炸时产生高压和高温，具有很强的破坏性和危险性。俄罗斯科学家埃利佐夫甚至认为甲烷是百慕大三角地区船只和飞机沉没的主要原因。因此，在处理甲烷产品时，必须格外小心，并特别注意安全操作。