甲烷,化學式為CH4,是最簡單的有機物。甲烷分子為四面體結構,四個鍵的鍵長相同鍵角相等。標準狀態(tài)下的甲烷是一種無色無味的氣體。甲烷由于其高度可燃性,通常是作為燃料(天然氣及沼氣等的主要成分)為我們?nèi)粘I钏谩2⑶壹淄橐部勺鳛榛ぴ?,廣泛應用于氫氣、一氧化碳、乙炔及甲醛等的制造。
細菌分解法
將有機質(zhì)放入沼氣池中,控制好溫度和濕度,甲烷菌迅速繁殖,將有機質(zhì)分解成甲烷、二氧化碳、氫、硫化氫、一氧化碳等,其中甲烷占60%-70%。經(jīng)過低溫液化,將甲烷提出,可制得廉價的甲烷。
合成法
將二氧化碳與氫在催化劑作用下,生成甲烷和氧,再提純。
CO2+2H2=CH4+O2
將碳蒸汽直接與氫反應,同樣可制得高純的甲烷。
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實驗室制法
無水醋酸鈉(CH3COONa)和堿石灰(NaOH和CaO做干燥劑)
反應方程式:CH3COONa+NaOH=Na2CO3+CH4↑
收集:排水法
特點與注意事項:
1、必須用無水醋酸鈉跟干燥的堿石灰反應來制取甲烷,若用醋酸鈉晶體或石灰不干燥則均幾乎不能產(chǎn)生甲烷氣體。
2、該實驗的操作注意事項與收集方法與氧氣的完全相同。
化學性質(zhì)
無色無臭可燃性氣體。 微溶于水,溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。
用途
主要用于轉化制氫、合成氨、甲醇和有機合成的原料氣,還用于生產(chǎn)鹵代甲烷、硝基甲烷、炭黑、二硫化碳等
用途
有干氣和濕氣之分,干氣可用作燃料或用于生產(chǎn)合成氨、炭黑、甲醇等;濕氣可作裂解原料,制取乙烯、丙烯等
用途
甲烷是重要的燃料和重要的化工原料。以甲烷為主要成分的天然氣,作為優(yōu)質(zhì)氣體燃料,已有悠久的歷史,其熱值為882.0kJ/mol。天然氣被大規(guī)模開采利用,成為世界第三能源。液化天然氣的熱值比航空煤油15%,用于汽車、海上快艇和超音速飛機,不但能擔高速度。而且可節(jié)省燃料。除作燃料外,大量用于合成氨、尿素和炭黑,還可用于生產(chǎn)甲醇、氫、乙炔、乙烯、甲醛、二硫化碳、硝基甲烷、氫氰酸和1,4-丁二醇等。甲烷氯化可得二、二、三氯甲烷及四氯化碳。
生產(chǎn)方法
該品為最簡單的有機化合物,在自然界中分布很廣,是天然氣、煤層氣、沼氣的主要成分,經(jīng)分離可以取得。1.從天然氣分離 天然氣中含甲烷80%-99%,干天然氣經(jīng)清凈后使用;濕天然氣經(jīng)清凈后,用冷凝法、吸收法、吸附法分離出乙烷以上輕烴后使用。2.從油田氣分離 石油開采時從油井中逸出天然氣,其中干氣含甲烷80%-85%;濕氣含甲烷10%。在加壓和冷凝的情況下,可以液化用作化工原料。3.從煉廠氣分離 各煉廠石油加工氣體中含甲烷20%-50%。用吸收蒸餾法和冷凝蒸餾法從石油加工氣體中分離乙烯、丙烯時可副產(chǎn)甲烷、氫或純甲烷。4.從焦爐氣分離 焦爐氣含甲烷約20%-30%,干餾煤氣含甲烷約40%-60%。采用深冷法分離焦爐氣制氫時副產(chǎn)甲烷。
類別
有害氣體
毒性分級
中毒
急性毒性
吸入-小鼠 LC50: 50000 ppm/2小時
爆炸物危險特性
與空氣混合易爆
可燃性危險特性
易燃; 火場排放辛辣刺激煙霧; 有窒息性
儲運特性
庫房通風低溫干燥; 與氧化劑分開存放
滅火劑
霧狀水、二氧化碳、泡沫
職業(yè)標準
TWA 6700 毫克/立方米