甲烷在工农业生产中的应用

甲烷在工农业生产中的应用

池沼底部的沼气，煤矿坑道里的坑气、地层内的天然气等都是甲烷在自然界中的存在形式，由于甲烷可燃且放出大量的热，决定了甲烷有广泛的用途。

⑴天然气及其应用简介

天然气是蕴藏在地层内的、从有气无油的气井中开采出来的可燃性气体。

天然气的主要成分是甲烷以及乙烷、丙烷等低分子烷烃，此外还含有氮气、二氧化碳、硫化氢等，组成随产地不同，往往差别很大。根据天然气中甲烷和其它烃的含量不同，天然气大致可分为两种，一种是含甲烷成分多的，称为天然气，又叫干气或贫气，由于它较难液化，故称干气，其中通常含甲烷80%～90%（体积分数），个别气田甲烷含量可高达99.8%，这种天然气可作燃料，也可作化工原料；另一种天然气称湿天然气，又叫湿气或富气，它除了含甲烷外，还含较多的乙烷、丙烷和丁烷，由于它在加压和降温条件下较易液化，故称湿气，湿气中乙烷、丙烷和丁烷可裂解制乙烯、丙烯，因此是裂解的原料。

我国有丰富的天然气资源，四川等地的天然气大多属于干气，气体中含硫量较低，天然气像石油和煤一样是一种重要的化石能源和优良的气体燃料，可用来发动内燃机、发电、炼钢、焊接和切割金属等，又是一种重要而且廉价的工业资源。随着有机合成工业的发展，天然气已经成为基本的有机合成的原料，用来合成甲醇、甲醛、乙炔、氯甲烷、高级醇、二硫化碳、氢氰酸、合成氨、炭黑等，还可以制取化肥、合成纤维、合成橡胶、塑料、农药、医药等化工产品。在我国还开展了群众性探采天然气的活动，天然气资源不断地被发现，为国家提供了大量的动力来源和化工原料。

⑵沼气及其应用简介

自然界中，甲烷是煤矿的坑道产生的气体和池沼底部所产生的气体的主要成分，又名“坑气”和“沼气”，坑气是由煤在地下慢慢地分解，内含大量的甲烷，俗称“瓦斯”。它随着煤的开采而释放出来，是煤矿爆炸事故的根源，沼气是由沼气细菌在隔绝空气条件下，使含有纤维素的有机物如秸秆、杂草、树叶、人畜粪便等在一定温度、湿度、pH条件下发酵而产生的可燃性气体。

沼气一种混合气体，其中含甲烷60%～70%（体积分数），此外还含有二氧化碳以及少量的硫化氢、氮气、氢气、一氧化碳和氨等。沼气略带臭味。作为燃料，热值很高。1m3沼气完全燃烧可放出23000～27000kJ的热量，相当于0.7kg汽油或0.8kg煤油燃烧所放出的热量。沼气是一种低廉的生物能源，利用科学发酵方法生产沼气，是解决目前我国广大农村能源问题的一种最现实有效的途径。如果把全国作物的秸秆、人畜粪便的一半有效地利用起来，可以年产沼气6.5×1010m3，其热值可相当于3.6×108t标准煤。由于沼泽污泥、人畜粪便中都有大量沼气细菌，所以常作为人工制取沼气的部分原料。沼气池中的秸秆粪便等物经发酵后，一方面产生了沼气，另一方面池中剩余的物质是良好的肥料，因为秸秆粪便等物含有的氮、磷、钾经发酵后都成为作物容易吸收的营养物质，同时在发酵过程中能杀灭在畜粪便中的虫卵、病菌等，因而有利于环境卫生，所以说，发展沼气既是充分利用农业资源，又是减轻环境污染的重要措施，具有综合的经济效益。近年来，我国的沼气发展很快，据不完全统计，农村已建户用沼气池约700多万个，已建成600多处小型沼气发电站和700多处沼气动力站，其发展前途极为广阔。

甲烷除了其有用的方面之外，也存在着一些危及生命财产安全的隐患：家用天然气使用不当或漏气，易造成火灾或爆炸，所以要经常用肥皂水检查天然气管道是否漏气，发现问题立即解决；由于采煤坑道中有甲烷气体，若坑道的通风不好，甲烷含量易达到其爆炸极限，这时若遇明火，风易发生爆炸，这就是煤矿最易出现的事故——瓦斯爆炸。因此我们在使用甲烷气体时，即要大胆使用，又要注意安全。

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