天然气的利用 甲烷. PPT
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天然气中除了含有硫化氢外，还含有二硫化碳（CS2）、羰基硫 （COS）、硫醇（CH3SH、C2H5SH)、噻吩（C4H4S）、硫醚（CH3SCH3) 等有机硫化物，但主要含有硫化氢，有机硫属于微量范围。
6. 二氧化碳含量 天然气中二氧化碳的体积百分含量 。由于二氧化
碳具有不可燃烧性和在水存在时具有腐蚀性，一些国家规定天然气中二氧 化碳的含量不得高于2～3％。
表1－3 我国天然气质量指标
项目
高位热值
A组
MJ／Nm3
B组
总硫（以硫计）含量，mg/m3
硫化氢含量， mg/m3
二氧化碳含量，%(体）
水份，
质量指标
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
>31.4(>7500 kcal/m3)
14.65～31.4（3500 ～7500 kca/m3)
≤ 150
≤ 270
≤ 480
＞ 480
≤6
前言
天然气资源及其利用 天然气的组成与分类 天然气处理与加工的目的及内容 商品天然气的质量指标
三、 天然气在能源消费中的地位 据近20年统计，世界天然气的消费量大致以平均每年2～3%的速度在增 长；在当今世界能源消费结构中，达到24%，成为三大主力之一。目前，世 界正处于天然气取代石油而成为世界主要能源的过度时期，国际能源界普 遍认为，今后，世界天然气产量和消费量将会以较高的速度增长，2020年 以后世界天然气的产量将要超过煤和石油，成为世界最主要的能源，21世 纪将是天然气的世纪。
正确选用燃烧设备或燃具时所必须考虑的一项质量指标。用H表示，
单位为 KJ/m3
低热值
热值
高热值
各国习惯不同，有的取高热值，有的取低热值，我国取高热值。
甲烷的转化和利用
甲烷的转化和利用甲烷是一种丰富的可再生，低碳的天然气，它含有一氧化碳（CO），两氧化碳（CO2），氢（H2）和甲烷（CH4）等组成部分。
由于低辐射性，环境正被积极推广作为家庭和工业燃料的重要供求来源。
一、甲烷的提炼1.1传统提炼：采用除外法将甲烷从其他成分中分离出来。
传统提炼方法分为低温冷凝法和深度分离法。
最常用的是深度分离法，它使用压缩机将甲烷浓度提高到97%以上，达到提炼所需要的高品质要求。
1.2新型提炼：随着新型能源的发展，非传统的提炼方法越来越成为主流，如超臨界液体溶剂技术、微流技术和分子滤技术。
超臨界液体溶剂技术利用超臨界溶剂来改变甲烷的极性，使其与其他分子体系分离，从而实现分离。
微流技术可以利用物理分离原理，将甲烷和非甲烷空间分离，有效实现分离。
二、甲烷的转化及利用2.1甲烷转化：其中活性炭吸附分甲烷转化可以有效地分离甲烷，从而满足用于进一步加工的工业应用。
2.2甲烷利用:（1）热电联产：热电联产可以从甲烷收集的氢，在温度范围内进行合成，制备氢燃料电池；（2）甲烷水裂解：利用热能将甲烷水裂解成氢和一氧化碳，为制备高纯度氢气提供原料；（3）汽轮机利用甲烷：利用汽轮机利用甲烷发电，节约高碳资源，减少环境污染；（4）甲烷发动机：利用发动机可以有效消耗甲烷，替代汽油燃料，用于轮船，汽车等运输工具的运行；（5）甲烷催化裂化：利用催化剂将甲烷转化为低碳的产物，从而缓解室内污染，为绿色能源贡献力量。
综上所述，甲烷是一种可再生的低碳天然气，它具有优良的环境净化效果，可以通过不同的提炼方法进行提炼；可以通过转化、利用等方法将甲烷转化为各种低碳能源，实现可持续发展。
同时，科学研究也正不断提升这种低碳能源的转化和利用效率，推动甲烷发挥更多的作用，为环境保护、资源开发及能源市场的稳定发展贡献力量。
天然气的利用 甲烷
课题：专题3 有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物天然气的利用甲烷一、教学目标：(一)知识技能：（1）掌握甲烷分子的空间结构特征，能够书写甲烷分子的结构式、电子式。
（2）掌握甲烷的化学性质。
了解取代反应的特征。
（3）了解甲烷的存在和甲烷的用途等。
（4）了解烃、烷烃的概念及烷烃的通式。
(二)过程方法：（1）运用练习探究法学习甲烷的分子结构。
（2）运用实验探究法学习甲烷的化学性质。
(三)情感态度与价值观：通过实践活动、探究实验等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。
二、教学难、重点：重点：甲烷的分子结构、化学性质难点：甲烷跟氯气的取代反应三、教学工具：模型：甲烷分子的比例模型；甲烷、乙烷、丙烷分子的球棍模型仪器：铁架台、水槽、酒精灯、储气罐、小烧杯药品：甲烷、氯气、饱和食盐水、澄清石灰水、酸性高锰酸钾溶液四、教学方法：练习探究、实验探究、归纳总结五、课时安排：一课时六、教学过程：【引入】介绍我国天然气资源，“西气东送”工程及其意义。
介绍神奇的可燃冰。
【展示】一瓶用排水集气法收集的纯净的甲烷气体(集气瓶倒放)。
观察并叙述物理性质。
【板书】一、甲烷1.物理性质无色、无味的气体,密度比空气小,难溶于水。
【课堂练习1】已知甲烷的密度在标准状况下是0．717g/L，含碳75％，含氢25％，利用这些数据怎样确定它的分子式？【课堂练习2】①写出甲烷的电子式；②写出甲烷的结构式。
讨论分子里各原子在空间的分布情况？【板书】2.分子结构分子式：CH4电子式：结构式:【展示】甲烷分子的比例模型、球棍模型。
经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上。
【板书】正四面体结构【设问】甲烷是最简单的有机化合物，怎样确定它的组成中含有碳、氢二种元素？【实验探究1】点燃甲烷气体，在其火焰上方罩一只干燥的小烧杯，观察；另取一只蘸有澄清石灰水的小烧杯，观察，推断甲烷的元素组成。
甲烷的综合利用
目录
背景 天然气化工 发展趋势ห้องสมุดไป่ตู้
背景
众所周知，煤、石油和天然气等矿物资源是世界能源 和现代化学工业的主要支柱。随着石油资源的日益枯 竭，价格的不断上涨；煤炭资源尽管丰富，但使用时 污染严重，对环境保护不利。因此人们理所当然关注 有着丰富来源、能作为优质清洁能源和化工原料的天 然气，这样天然气就在现代化工中扮演了更加重要的 角色。
由合成气制甲醇的基本反应为：
乙炔、氢、炭黑、硝基甲烷、氯甲烷、氢氰酸、二硫化碳等
直接转化
无氧低温制乙烷等
氧化偶联制乙烯
无氧芳构化 部分氧化制甲醇或甲醛
甲烷
合成氨
间接转化 合成气
甲醇 二甲醚 低碳烯烃、低碳混合醇 液体燃料
合成气
甲醇
二甲醚
F-T合成
合成柴油 乙烯丙烯
CH4的间接转化
MTO
甲烷制甲醇
甲醇作为重要的基本有机化工原料之一，被誉为C1化学的“基石”，在基本有 机原料中的地位仅次于乙烯、丙烯和苯。甲醇是甲醛、甲基叔丁基醚、醋酸、 甲酸甲酯、氯甲烷、甲胺、二甲醚及其他各种合成材料的原料。
天 然 气
造 气
压 缩
合 成
分 离 精 馏
甲 醇
图1-1天然气制甲醇的工艺步骤
所谓的合成气是由H2和CO按一定比例组成的、供化学合成的一种 原料气。以甲烷为原料合成，一班需先借助水蒸气转化法把它转化 为合成气。其基本反应为： CH4+H2O CO+2H2 CO+3H2-205.78kJ/mol CH3OH+90.77kJ/mol
关于甲烷
最低空轨道能量又很高，达9.8eV，很 难接受电子
四个成键轨道，能量很低（-15～12eV), 表明从甲烷分子中取出电子很困难， 需化12～15eV能量
甲烷完整PPT课件
目录
• 甲烷基本概念与性质 • 甲烷制备方法与工艺流程 • 甲烷燃烧反应与能量转换原理 • 甲烷储存运输技术发展现状与挑战 • 甲烷在工业生产和生活中应用案例 • 实验操作注意事项与安全防护措施
01
甲烷基本概念与性质
甲烷定义及分子式
甲烷定义
最简单的有机化合物，由碳和氢 元素组成。
燃烧反应方程式及条件
甲烷燃烧反应方程式
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
燃烧条件
需要足够的氧气供应和一定的点燃温度。
能量转换原理及效率分析
能量转换原理
甲烷燃烧时，化学能转化为热能和光 能。
效率分析
燃烧效率受氧气供应、燃烧温度、燃 烧室设计等因素影响，高效燃烧技术 可提高能量转换效率。
环保性能评估及排放标准
与卤素单质发生取代反应，生成卤代 烃。
甲烷在自然界中存在形式
天然气
甲烷是天然气的主要成分，广泛存在于地下 岩石储层中。
沼气
在沼泽地带、污水沟、动物粪便等环境中， 由微生物发酵产生。
煤层气
赋存在煤层中的甲烷，以吸附状态存在于煤 基质颗粒表面。
重要性及应用领域
能源领域
作为燃料，广泛应用于 民用、工业、交通等领
Байду номын сангаас域。
化工原料
用于生产合成氨、甲醇 、甲醛等化工产品。
温室气体
甲烷是一种重要的温室 气体，对全球气候变化
有重要影响。
其他应用
用作制冷剂、发泡剂等 。
02
甲烷制备方法与工艺流程
天然气分离法
01
02
03
天然气成分及性质
天然气主要由甲烷组成， 同时含有少量乙烷、丙烷 等烃类以及硫化氢、二氧 化碳等非烃类成分。
煤制天然气甲烷化课件
煤制天然气甲烷化技术具有高效、环保、可实现煤炭资源的 高附加值利用等优点，但也存在投资大、技术复杂等挑战。
煤制天然气甲烷化技术的历史与发展
历史
煤制天然气甲烷化技术最早起源于 20世纪初，经过多年的研究和发展 ，技术逐渐成熟。
发展
近年来，随着环境保护意识的提高和 能源结构的调整，煤制天然气甲烷化 技术得到了快速发展，成为煤炭清洁 利用的重要方向之一。
煤制天然气甲烷 化课件
目录
• 煤制天然气甲烷化技术概述 • 煤制天然气甲烷化技术原理 • 煤制天然气甲烷化技术设备 • 煤制天然气甲烷化技术经济分析 • 煤制天然气甲烷化技术安全与环
保 • 煤制天然气甲烷化技术未来发展
展望
01
煤制天然气甲烷化技术概 述
定义与特点
定义
煤制天然气甲烷化技术是一种将煤炭转化为天然气的过程， 通过一系列化学反应将煤中的碳、氢元素转化为甲烷（CH4 ）。
煤制天然气甲烷化催化剂
煤制天然气甲烷化催化剂是实现 高效甲烷化的关键因素之一。
常用的催化剂有镍基催化剂、铬 基催化剂和铁基催化剂等，其中 镍基催化剂具有较高的活性和稳
定性。
催化剂的制备方法、活性组分和 载体对催化剂的性能有重要影响 ，选择合适的催化剂可以提高甲 烷化效率和降低副反应的发生。
03
煤制天然气甲烷化技术设 备
04
煤制天然气甲烷化技术经 济分析
投资成本分析
固定资产投资
包括甲烷化装置、配套设 施和辅助设备的购置、安 装费用。
流动资金投入
涉及原材料、燃料、水、 电等物资的采购和储备。
土地费用
获取项目所需土地的使用 权所需要支付的费用。
运行成本分析
01
课件甲烷确定版本.ppt
A..CH4 B.C2H2 C.C2H4 D.C3H6 12、有4mL甲烷和一氧化碳的混合气体，完全燃烧 时恰好用去了3mL的氧气，则此混合气体中甲烷和 一氧化碳的体积比为（ Ｂ ）
Ａ．１：１
Ｂ．１：５
Ｃ．５：１
Ｄ．任意比
与甲烷结构相似的有机物 还有很多，请你观察下列有机 物的结构，试归纳出它们在结 构上的特点。
乙烷： H H ||
H－C－C－H || HH
CH3CH3
丁烷： H H H H ||||
H－C－C－C－C－H |||| HHHH
CH3CH2CH2CH3
丙烷：
HHH
||| H－C－C－C－H
|||
H HH
CH3CH2CH3
异丁烷：
H
|
H--C--H
H
H
|
|
H－C——C——C－H
| ||
H HH
CH3CH(CH3 )CH3
几种烷烃的球棍模型及对应的结构式
HH || H－C－C－H || HH
乙烷
HHH ||| H－C－C－C－H || | HH H
丙烷
几种烷烃的球棍模型及对应的结构式
丁烷
丁烷：H H H H
|||| H－C－C－C－C－H
|||| HHHH
异丁烷
异丁烷：
H |
H--C--H
H
H
|
|
H－C——C——C－H
化学性质比较————稳——定。
2、与甲烷的分子结构相同的物质是（ B ）
A NH3
B CCl4 C CH2Cl2 D H2O
3、将下列气体通入酸性高锰酸钾，酸性高
锰酸钾褪色的是（ C ）
甲烷(说课稿)
甲烷(说课稿)甲烷（说课稿）引言概述：甲烷是一种无色、无味的气体，是天然气的主要成分之一。
它具有高热值、低污染和广泛应用等特点，被广泛用于燃料、化工和能源等领域。
本文将从甲烷的性质、来源、应用、环境影响和未来展望等五个方面进行详细阐述。
一、性质1.1 物理性质：甲烷是一种无色、无味、无毒的气体，密度轻于空气，熔点为-182.5℃，沸点为-161.5℃。
1.2 化学性质：甲烷是最简单的烷烃，分子式为CH4，燃烧时产生二氧化碳和水，是一种典型的烃类燃料。
1.3 热值和燃烧特性：甲烷具有高热值，每克甲烷燃烧可释放约55.5千焦的热能，燃烧过程中不产生灰尘和污染物。
二、来源2.1 天然气：甲烷是天然气的主要成分，占比约为70-90%，天然气是通过地下沉积物中的有机物在高温高压条件下形成的。
2.2 生物发酵：甲烷也是一种由微生物发酵产生的气体，例如沼气就是由有机废弃物经过微生物发酵产生的甲烷和二氧化碳的混合物。
2.3 人工合成：甲烷也可以通过人工合成的方式获得，例如通过催化剂催化一氧化碳和氢气反应得到合成气，再通过合成气转化反应制得甲烷。
三、应用3.1 燃料：甲烷是一种重要的燃料，广泛应用于煤气、燃气轮机、燃气发动机等领域，具有高热值、清洁环保的特点。
3.2 化工原料：甲烷是许多化学品的重要原料，例如乙烯、甲醇等，这些化学品广泛应用于塑料、纺织、医药等行业。
3.3 能源转化：甲烷可以通过催化剂转化为合成气，再进一步转化为液体燃料，例如甲醇和二甲醚，用于汽车、船舶等领域。
四、环境影响4.1 温室效应：甲烷是一种温室气体，对地球的大气层起到温室效应的作用，对全球气候变化有一定影响。
4.2 大气污染：甲烷在燃烧过程中会产生二氧化碳，二氧化碳是一种主要的温室气体，对大气环境造成污染。
4.3 安全隐患：甲烷是一种易燃气体，在储存、运输和使用过程中存在着爆炸和火灾等安全隐患。
五、未来展望5.1 清洁能源：随着环保意识的提高，人们对清洁能源的需求也越来越大，甲烷作为一种清洁燃料将会得到更广泛的应用。
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H H C Cl + H H Cl
H Cl C H + Cl Cl
光
H
H C Cl + H
Cl H
Cl
H
Cl Cl C H + Cl H Cl Cl C H + Cl Cl
光
Cl
光
Cl C Cl + H Cl Cl
Cl
Cl C Cl + H
Cl
Cl
Cl
CH4 + Cl2
CH3Cl + Cl2
光
3、下列是同系物的有( BD )
A B C D CH3CH2CH2CH3 CH3CH3 CH3CH(CH3)CH3 CH3CH(CH3)CH3 CH2 CH3CH=CH2 CH2 CH2 CH3CH2Cl CH3CH2CH2Cl
异丁烷：
H | H--C--H
H H | | H－C——C——C－H | | | H H H H | | | | | H—C—C—C—C—C—H | | | | | HH—C—H H H H
|
省略C—H键 把同一C上的H合并
省略横线上C—C键
H
CH3-CH-CH2-CH2-CH3
现象 ：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。无烟 CH4 + 2O2
点燃
CO2 + 2H2O
利用此性质，甲烷可作燃料
2、甲烷与氯气的反应 所以量筒内气体黄绿色褪去、有白雾， 现象： 水位不断上升、内壁有油状物质生成。 说明： 光照条件下，甲烷与氯气发生了反应 反应机理： H H C H + Cl H Cl
CH3CH2CH3
异丁烷：
H | H--C--H
CH3CH2CH2CH3
H H | | H－C——C——C－H | | | H H H
CH3CH(CH3 )CH3
1、在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是 [ ]。
A．氯气与氢气反应 C．次氯酸分解 B．氯气与甲烷反应 D．甲烷与氧气反应
2、物质的量相同的甲烷和氯气的混合气体，光照后生 成物质的量最多的是 [ ] A． 一氯甲烷 B．二氯甲烷 C．三氯甲烷 D．四氯化碳 E．氯化氢
四、烃
仅含碳和氢两种元素的有机物 称为碳氢化合物，也称为烃。
qīng
碳
tàn
烃
tīng
氢
1、烷烃
乙烷:
H H | | H－C－C－H | | H H
丙烷：
H H H | | | H－C－C－C－H | | | H H H
丁烷
H H H H | | | | H－C－C－C－C－H | | | | H H H H
CH3
CH3CHCH2CH2CH3
CH3 或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH3
2）结构简式：
乙烷：H
H | | H－C－C－H | | H H
丙烷：
H H H | | | H－C－C－C－H | | | H H H
CH3CH3
丁烷
H H H H | | | | H－C－C－C－C－H | | | | H H H H
第一单元
化石燃料与有机化合物
天然气的利用 甲烷
一、甲烷的分子组成与结构
分子式 电子式 H · · H C H · · H · · · · 结构式
H
H C H H 比例模型 正四面体
CH4
球棍摸型
二、物理性质
无色、无味、极难溶于水的气体。密度 是0.717克/升，约为空气的一半。 三、化学性质
1、甲烷的氧化反应（燃烧）
CH3Cl + HCl
CH2Cl2 + HCl
一氯甲烷（无色气体）
光
二氯甲烷（难溶于水的无色液体）
CH2Cl2 + Cl2
光
CHCl3 + HCl
三氯甲烷又叫氯仿 （有机溶剂）
CHCl3 + Cl2
光
CCl4 + HCl
四氯甲烷又叫四氯化碳（有机溶剂、灭火剂）
有机物分子里的某些原子或原子团被其他 原子或原子团所代替的反应,叫取代反应.