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甲烷在自然界分布很廣，是天然氣、沼氣、坑氣及煤氣的主要成分之一。它可用作燃料及制造氫氣、碳黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料。

[編輯本段]自然界中的甲烷

據(jù)德國(guó)核物理研究所的科學(xué)家經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，植物和落葉都產(chǎn)生甲烷，而生成量隨著溫度和日照的增強(qiáng)而增加。另外，植物產(chǎn)生的甲烷是腐爛植物的10到100倍。他們經(jīng)過(guò)估算認(rèn)為，植物每年產(chǎn)生的甲烷占到世界甲烷生成量的10％到30％。

行星中發(fā)現(xiàn)甲烷據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)天文學(xué)家19日宣布，他們首次在太陽(yáng)系外一顆行星的大氣中發(fā)現(xiàn)了甲烷，這是科學(xué)家首次在太陽(yáng)系外行星探測(cè)到有機(jī)分子，從而增加了確認(rèn)太陽(yáng)系外存在生命的希望。該小組還證實(shí)了先前的猜測(cè)，即這顆名叫HD 189733b的行星的大氣中有水。

甲烷是創(chuàng)造適合生命存在的條件中，扮演重要角色的有機(jī)分子。美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的天文學(xué)家，利用繞軌運(yùn)行的“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡得到了一張HD 189733b行星大氣的紅外線分光鏡圖譜，并發(fā)現(xiàn)了其中的甲烷痕跡，相關(guān)發(fā)現(xiàn)刊登在3月20日出版的英國(guó)《自然》雜志上。

行星HD 189733b位于狐貍座，距地球63光年，是一類叫做“熱木星”大行星，其表面灼熱，不可能存在液態(tài)水。HD 189733b圍繞其恒星轉(zhuǎn)一圈只需兩天。由于距離恒星太近甲烷，這顆行星表面溫度高達(dá)900攝氏度(1650華氏度)，足以把銀子熔化。

不過(guò)，值得注意的是探測(cè)到甲烷。這種方法可以沿用到環(huán)繞所謂的“可居住區(qū)” (Goldilocks Zone)中溫度較低的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的其它行星，“可居住區(qū)”不冷也不熱，正好適合孕育生命。

噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的馬克-斯萬(wàn)說(shuō)：“這對(duì)最終辨別在可能存在生命的行星上生命起源前的分子是一塊至關(guān)重要的墊腳石。這一發(fā)現(xiàn)證明，光譜學(xué)最終可以應(yīng)用到一顆溫度更低、可能適合居住、圍繞更暗淡的紅色侏儒型恒星運(yùn)行的類地行星上?！?/p>

自13年前探測(cè)到第一顆系外行星以來(lái)，天文學(xué)家已在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)了270多顆行星。盡管行星的數(shù)量在穩(wěn)步增長(zhǎng)，但對(duì)其化學(xué)成分的詳情知之甚少，而這正是確認(rèn)是否存在生命的關(guān)鍵所在。

去年5月的一天，斯萬(wàn)的小組利用“哈勃”攜帶的強(qiáng)大的NICMOS光譜照相機(jī)拍下HD 189733b從其恒星和地球之間直線穿過(guò)時(shí)的照片。來(lái)自那顆恒星的光經(jīng)過(guò)HD 189733b的大氣，帶來(lái)泄露實(shí)情的化學(xué)成分痕跡，但主要的任務(wù)是在一堆波長(zhǎng)中發(fā)現(xiàn)了這些針。這些觀測(cè)結(jié)果還證實(shí)了水分子的存在，美國(guó)宇航局的“斯皮策”太空望遠(yuǎn)鏡先前曾提到過(guò)這一點(diǎn)。

亞利桑那大學(xué)行星科學(xué)家亞當(dāng)-肖曼在一篇評(píng)論中表示，這一成果朝著了解系外行星邁進(jìn)了一大步。如今，“哈勃”和“斯皮策”太空望遠(yuǎn)鏡已逐漸老去，但新一代更強(qiáng)大的軌道平臺(tái)正在構(gòu)建之中。肖曼在《自然》雜志上說(shuō)：“我們現(xiàn)在看到了一場(chǎng)革命的開(kāi)始，這場(chǎng)革命將拓寬人類有關(guān)太陽(yáng)系外行星世界的知識(shí)。”

[編輯本段]物質(zhì)的理化常數(shù)

化學(xué)品中文名稱：甲烷

英文名稱 methane；Marsh gas

中文名稱2：沼氣

英文名稱2：Marshgas

技術(shù)說(shuō)明書編碼：51

馬來(lái)文metana

CASNo.：74-82-8

分子式：CH4

分子量：16.04

有害物成分含量：甲烷

國(guó)標(biāo)編號(hào) 21007

最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物

分類：有機(jī)物

分子式 CH4

結(jié)構(gòu)式

C—H 鍵能413kJ/mol

H—C—H 鍵角109°28′

外觀與性狀 無(wú)色無(wú)臭氣體

分子結(jié)構(gòu)： 甲烷分子是正四面體形分子、非極性分子。

晶體類型：分子晶體（sp3雜化）

分子量 16.04

蒸汽壓 53.32kPa/-168.8℃

閃點(diǎn)：-188℃

熔 點(diǎn) -182.5℃

沸點(diǎn)：-161.5℃

溶解性 難溶于水，溶于醇、乙醚

密 度 相對(duì)密度(水=1)0.42(-164℃)

相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)：0.55

穩(wěn)定性 化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，跟強(qiáng)酸（如H2SO4、HCl）、強(qiáng)堿（如NaOH）或強(qiáng)氧化劑（如KMnO4）等一般不起反應(yīng)。在適當(dāng)條件下會(huì)發(fā)生氧化、熱解及鹵代等反應(yīng)。

飽和蒸氣壓(kPa)：53.32(-168.8℃)

燃燒熱 890kj/mol 總發(fā)熱量55900kJ/kg(40020kJ/m3),，凈熱值50200kJ/kg（35900kJ/m3）

臨界溫度(℃)：-82.6

臨界壓力(MPa)：4.59

爆炸上限%(V/V)：15

爆炸下限%(V/V)：5.3

閃點(diǎn)(℃)：-188

引燃溫度(℃)：538

主要用途：用作燃料和用于炭黑、氫、乙炔、甲醛等的制造。

危險(xiǎn)標(biāo)記 4(易燃液體)

主要成分：純品

外觀與性狀：無(wú)色無(wú)臭氣體。

禁配物：強(qiáng)氧化劑、氟、氯

補(bǔ)充:甲烷的分子直徑是0.414nm。

[編輯本段]對(duì)環(huán)境的影響

健康危害

侵入途徑：吸入。

健康危害：甲烷對(duì)人基本無(wú)毒，但濃度過(guò)高時(shí)，使空氣中氧含量明顯降低，使人窒息。當(dāng)空氣中甲烷達(dá)25%-30%時(shí)，可引起頭痛、頭暈、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、共濟(jì)失調(diào)。若不及時(shí)脫離，可致窒息死亡。皮膚接觸液化本品，可致凍傷。

毒理學(xué)資料及環(huán)境行為

毒性：屬微毒類。允許氣體安全地?cái)U(kuò)散到大氣中或當(dāng)作燃料使用。有單純性窒息作用，在高濃度時(shí)因缺氧窒息而引起中毒?？諝庵羞_(dá)到25～30%出現(xiàn)頭昏、呼吸加速、運(yùn)動(dòng)失調(diào)。

急性毒性：小鼠吸入42%濃度×60分鐘，麻醉作用；兔吸入42%濃度×60分鐘，麻醉作用。

危險(xiǎn)特性：易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險(xiǎn)。與五氧化溴、氯氣、次氯酸、三氟化氮、液氧、二氟化氧及其它強(qiáng)氧化劑接觸反應(yīng)劇烈。

燃燒(分解)產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳和水。

[編輯本段]實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)方法

氣相色譜法《空氣中有害物質(zhì)的測(cè)定方法》(第二版)，杭士平編

可燃溶劑所顯色法；容量分析法《水和廢水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法》第20版(美)

[編輯本段]環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

職業(yè)接觸限值

中國(guó)MAC(mg/m3)：未制定標(biāo)準(zhǔn)

前蘇聯(lián)MAC(mg/m3)：300

美國(guó) 車間衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 窒息性氣體

TLVTN：ACGIH窒息性氣體

TLVWN：未制定標(biāo)準(zhǔn)

[編輯本段]應(yīng)急處理處置方法

泄漏應(yīng)急處理

迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并進(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制出入。切斷火源。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護(hù)服。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。噴霧狀水稀釋、溶解。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能甲烷，將漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至空曠地方或裝設(shè)適當(dāng)噴頭燒掉。也可以將漏氣的容器移至空曠處，注意通風(fēng)。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。

防護(hù)措施

呼吸系統(tǒng)防護(hù)：一般不需要特殊防護(hù)，但建議特殊情況下，佩帶自吸過(guò)濾式防毒面具(半面罩)。

眼睛防護(hù)：一般不需要特別防護(hù)，高濃度接觸時(shí)可戴安全防護(hù)眼鏡。

身體防護(hù)：穿防靜電工作服。

手防護(hù)：戴一般作業(yè)防護(hù)手套。

其它：工作現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁吸煙。避免長(zhǎng)期反復(fù)接觸。進(jìn)入罐、限制性空間或其它高濃度區(qū)作業(yè)，須有人監(jiān)護(hù)。

急救措施

皮膚接觸：若有凍傷，就醫(yī)治療。

眼睛接觸：

吸入：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進(jìn)行人工呼吸。就醫(yī)。

滅火方法：切斷氣源。若不能立即切斷氣源，則不允許熄滅正在燃燒的氣體。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。滅火劑：霧狀水、泡沫、二氧化碳、干粉

環(huán)境危害

燃爆危險(xiǎn)：本品易燃，具窒息性。

有害燃燒產(chǎn)物：一氧化碳、二氧化碳。

[編輯本段]操作處置與儲(chǔ)存運(yùn)輸

操作注意事項(xiàng)：

密閉操作，全面通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。遠(yuǎn)離火種、熱源，工作場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與氧化劑接觸。在傳送過(guò)程中，鋼瓶和容器必須接地和跨接，防止產(chǎn)生靜電。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

儲(chǔ)存注意事項(xiàng)：

儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過(guò)30℃。應(yīng)與氧化劑等分開(kāi)存放，切忌混儲(chǔ)。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。

工程控制：生產(chǎn)過(guò)程密閉，全面通風(fēng)。

其它有害作用：該物質(zhì)對(duì)環(huán)境可能有危害，對(duì)魚(yú)類和水體要給予特別注意。還應(yīng)特別注意對(duì)地表水、土壤、大氣和飲用水的污染。

廢棄處置

廢棄處置方法：處置前應(yīng)參閱國(guó)家和地方有關(guān)法規(guī)。建議用焚燒法處置。

運(yùn)輸信息

危險(xiǎn)貨物編號(hào)：21007

UN編號(hào)：1971

包裝標(biāo)志：

包裝類別：O52

包裝方法：鋼質(zhì)氣瓶。

運(yùn)輸注意事項(xiàng)：采用剛瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，并應(yīng)將瓶口朝同一方向甲烷報(bào)警器，不可交叉；高度不得超過(guò)車輛的防護(hù)欄板，并用三角木墊卡牢，防止?jié)L動(dòng)。運(yùn)輸時(shí)運(yùn)輸車輛應(yīng)配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材。裝運(yùn)該物品的車輛排氣管必須配備阻火裝置，禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具裝卸。嚴(yán)禁與氧化劑等混裝混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸，防止日光曝曬。中途停留時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離火種、熱源。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛，勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。

[編輯本段]法規(guī)信息

化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例(1987年2月17日國(guó)務(wù)院發(fā)布)，化學(xué)危險(xiǎn)物品安全管理?xiàng)l例實(shí)施細(xì)則(化勞發(fā)[1992]677號(hào))，工作場(chǎng)所安全使用化學(xué)品規(guī)定([1996]勞部發(fā)423號(hào))等法規(guī)，針對(duì)化學(xué)危險(xiǎn)品的安全使用、生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝卸等方面均作了相應(yīng)規(guī)定；常用危險(xiǎn)化學(xué)品的分類及標(biāo)志(GB13690-92)將該物質(zhì)劃為第2.1類易燃?xì)怏w。

[編輯本段]甲烷——21世紀(jì)的主要能源

甲烷是一種可燃性氣體，而且可以人工制造有毒氣體檢測(cè)儀，所以，在石油用完之后甲烷，甲烷將會(huì)成為重要的能源。

甲烷人工制法：

1 、甲烷菌分解法

將有機(jī)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(jī)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(guò)低溫液化，將甲烷提出，可制得廉價(jià)的甲烷

2、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(yīng)，同樣可制得高純的甲烷。

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