甲烷水合物
甲烷水合物
甲烷水合物科技名词定义中文名称：甲烷水合物英文名称：methane hydrate定义：以甲烷为主要成分的天然气水合物。
应用学科：海洋科技（一级学科）；海洋科学（二级学科）；海洋地质学、海洋地球物理学、海洋地理学和河口海岸学（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片甲烷水合物球棍模型甲烷水合物（methane hydrates）作为替代能源的行动。
甲烷水合物也称“可燃冰”，是甲烷气体和水分子形成的笼状结晶，将二者分离，就能获得普通的天然气。
这种外面看起来像冰一样的物质是在高压低温条件下形成的，也就是说，它通常存在于大陆架海底地层以及地球两极的永久冻结带。
目录简介发现形成储藏储存量联手勘测双刃剑开采利用展开编辑本段简介甲烷水合物，即可燃冰。
其化学式为CH4 • XH20“可燃冰”是未来洁净的新能源。
它的主要成分是甲烷分子与水分子。
它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿，而且密切相关。
埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌气性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气（石油气）。
其中许多天然气又被包进水分子中，在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。
这是因为天然气有个特殊性能，它和水可以在温度2〜5摄氏度内结晶，这个结晶就是“可燃冰”。
因为主要成分是甲烷，因此也常称为“甲烷水合物”。
在常温常压下它会分解成水与甲烷，“可燃冰”可以看成是高度压缩的固态天然气。
“可燃冰”外表上看它像冰霜，从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，由若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个气体分子。
目前，可燃冰主要分布在东、西太平洋和大西洋西部边缘，是一种极具发展潜力的新能源，但由于开采困难，海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内。
编辑本段发现早在1778年英国化学家普得斯特里就着手研究气体生成的气体水合物温度和压强。
1934年，人们在油气管道和加工设备中发现了冰状固体堵塞现象，这些固体不是冰，就是人们现在说的可燃冰。
甲烷水合物能稳定存在的压强和温度规律
甲烷水合物能稳定存在的压强和温度规律甲烷水合物（Methane Hydrate）是一种在深海和极地区域广泛分布的天然气水合物，它是由甲烷分子和水分子组成的复合物。
甲烷水合物具有高储存密度、丰富的资源量、广泛的分布范围以及环境友好等优点，因此备受关注。
但是，甲烷水合物存在于深海和极地区域，其开采难度大、成本高，同时还存在着环境风险等问题。
因此，对甲烷水合物稳定存在的压强和温度规律进行深入探究至关重要。
一、什么是甲烷水合物1.1 甲烷水合物的定义甲烷水合物是一种天然气水合物，在化学上属于气体-固体复合体系。
它由甲烷分子和水分子组成，化学式为（CH4）n·mH2O。
1.2 甲烷水合物的组成甲烷水合物主要由两部分组成：一个是充填介质（guest molecules），即占据空隙位置的气体或其他小分子；另一个是骨架（host lattice），即由水分子组成的固体网状结构。
1.3 甲烷水合物的形成条件甲烷水合物的形成需要同时满足一定的温度和压力条件。
通常情况下，甲烷水合物形成的压力范围为20-60 MPa，温度范围为0-20℃。
此外，甲烷水合物的形成还需要一定的充填介质。
二、甲烷水合物稳定存在的压强和温度规律2.1 甲烷水合物稳定存在的压强规律根据实验数据和理论计算，可以得出以下结论：（1）在相同温度下，随着压力的增加，甲烷水合物稳定存在的区域逐渐扩大；（2）在相同压力下，随着温度的升高，甲烷水合物稳定存在的区域逐渐缩小；（3）在一定范围内，随着充填介质分子量增大或分子尺寸减小，甲烷水合物稳定存在区域逐渐扩大。
2.2 甲烷水合物稳定存在的温度规律根据实验数据和理论计算，可以得出以下结论：（1）在相同压力下，随着温度的降低，甲烷水合物稳定存在的区域逐渐扩大；（2）在相同温度下，随着压力的增加，甲烷水合物稳定存在的区域逐渐扩大；（3）在一定范围内，随着充填介质分子量增大或分子尺寸减小，甲烷水合物稳定存在区域逐渐扩大。
甲烷水合物开发利用技术研究
甲烷水合物开发利用技术研究一、甲烷水合物概述甲烷水合物(Methane Hydrates，简称MHs)是一种特殊的天然气水合物，是天然气和水在高压下形成的一种化合物。
MHs富集在大洋深部沉积物和极地地区的海洋沉积物中，成为了可再生能源领域中备受关注的资源。
二、甲烷水合物开采技术概述甲烷水合物的开采主要包括两个方面：一是在岸开采的技术，二是海上开采的技术。
1.在岸开采技术在岸开采技术主要通过钻探沉积物，然后将沉积物加压及加热的方法来将MHs分解出来。
在此技术中主要可以使用水蒸气加压法、不同介质加压法等技术。
水蒸气加压法顾名思义是利用水蒸气对沉积物进行加压，然后加热的手段来将MHs分解出来。
此技术主要有混合气体法和地下加热法。
混合气体法是使用混合气体加压，然后加热的方式将MHs分解。
地下加热法是通过加热地下沉积物将MHs分解。
通过在钻孔内的电热丝来降低分解起始温度，掌握埋藏层温度分布等来控制MHs的分解。
不同介质加压法是将不同介质作用于沉积物，然后再加热的方式来将MHs分解。
这种方法主要是将甲醛加入沉积物中，因为甲醛具有很好的溶解性和渗透性，可以将甲烷水合物快速分解，而分解后的甲烷会避免和甲醛反应形成MHs而被释放。
2.海上开采技术海上开采主要有水下采集和海上生产两种方式。
(1)水下采集：水下采集主要是在水下使用现场采集器进行采集。
通常先将水下采集器置于MHs层底部后，启动泵将水从采集器内抽取出来，从而形成低压区，甲烷会从MHs内部向低压区聚集，同时采集器内壁会形成聚集甲烷的水蒸气层，情况下聚集到一定程度时便会塞住引起阻塞。
此时可以向采集器内部导入空气或水来改变内部压强从而破坏聚集。
这样就会使MHs释放甲烷并随着水混入采集器，形成水甲烷混合物。
最后，将水甲烷混合物送到甲烷提取和脱水的装置中，提取甲烷。
(2)海上生产：海上生产主要是在沉积物上施放热载体，形成MHs分解的温度和压力条件，这种方式的优点是可以消除水下开采的困难和成本，也可以实现大规模工业生产。
甲烷水合物开采技术研究
甲烷水合物开采技术研究1. 什么是甲烷水合物甲烷水合物（Methane Hydrate，简称MH）是一种存储于海洋寒带、陆地永久冻土层下的天然气水合物，由甲烷分子和水分子在一定的压力和温度条件下组成。
其在自然条件下具有非常高的密度和稳定度，并可以实现气态状体的转化，是一种存储和利用天然气的良好途径。
2. MH的开采技术由于甲烷水合物具有不稳定性和储量难以确定等特点，其开采技术相对较为复杂。
目前主要包括以下几种技术：（1）常温下开采 MH 的两步萃取法常温下开采 MH 的两步萃取法是先将MH矿石与表面活性剂溶解在高温高压环境下，再利用自然减压和温度变化使MH离解出来。
这种技术不需要使用大量的能量进行加热和注水等处理，也比较环保和安全，但生产效率较低。
（2）水力压裂和升温法开采 MH在水力压裂和升温法中，利用水力压裂技术将海底矿物层管道和水合物层断裂，然后注入高温高压的水蒸气或热水，使MH离解出来。
这种技术具有高效和低成本等优势，但需要较大的投资和技术支持。
（3）化学物质溶解法开采 MH化学物质溶解法是通过将一定的溶剂注入到MH矿石中，使甲烷分子离解出来，在高压下被收集并加工提纯。
这种技术在操作过程中需要注意环保和安全，但效率较高，且能够更好的控制水合物的离解速率。
3. 研究进展及前景在我国，甲烷水合物开采技术已经成为当前研究的热点和难点。
随着新技术的不断涌现，研究者开始探索深海水合物的开采，以及多种技术的结合应用。
目前，我国的甲烷水合物开采主要集中在南海深海和东海陆坡，还处于试采阶段。
未来，随着能源需求的不断增长和甲烷水合物开采产业链的完善，这种新兴能源形式将成为解决能源问题和经济可持续发展的一项战略利器。
甲烷水合物分解反应
甲烷水合物分解反应甲烷水合物，又称为天然气水合物，是一种高效的能源资源，世界上已知的甲烷水合物储量巨大，远远超过常规天然气储量。
然而，甲烷水合物的开采与利用一直是一个难题。
其中一个重要原因在于甲烷水合物是一种不稳定的物质，易于分解产生甲烷。
分解反应是指分子内或分子间的化学键断裂，原来的化学物质转变为不同的化学物质。
甲烷水合物的分解反应是指，甲烷水合物在受到热或压力等外界因素的作用下，分解为甲烷和水。
具体的化学反应式如下所示：CH4·5.75H2O(s) → CH4(g) + 5.75H2O(g)反应式说明了，1 克甲烷水合物在分解成甲烷和水的同时会释放出大约 164 升的甲烷。
这意味着，当甲烷水合物在大规模开采中被分解时，将会释放出大量甲烷气体。
这些甲烷气体对于环境和气候等方面都会带来巨大的影响。
甲烷是一种温室气体，比二氧化碳的温室效应更强。
目前，人类活动已经导致了大气中甲烷浓度的增加，而大规模开采甲烷水合物的分解反应将会进一步加剧甲烷排放，加速全球气候变化。
此外，甲烷气体在空气中的寿命比较短暂，但它会在大气中与其他化学物质反应，产生一系列有害的化合物，例如臭氧等。
因此，探索甲烷水合物分解反应的机理和管控技术十分重要。
近年来，科学家们通过实验室模拟和数值模型等方法，逐渐深入探索了甲烷水合物分解反应的机理和规律。
热力学上讲，甲烷水合物的分解反应需要吸收能量，也就是产生热量。
然而，由于甲烷水合物晶体结构的特殊性质，导致了分解反应的热力学条件比较复杂。
当温度升高，甲烷水合物晶体中的水分子会逐渐被蒸发掉，形成微小孔洞，使得甲烷分子通过这些孔洞产生扩散。
当甲烷分子逐渐脱离水合物结构时，分解反应开始发生。
分解反应的速率取决于多种因素，例如温度、压力、甲烷水合物结构等。
其中，温度是影响分解速率最为重要的因素。
温度越高，甲烷水合物分解的速率就越快。
但是，由于甲烷水合物分解反应需要吸热，因此在分解过程中需要消耗大量的热能。
可燃冰
"可燃冰"。
甲烷因加热释放而燃烧，水分溢出（美国地质调查所）。
嵌入图：包合物结构© (Uni. Göttingen, GZG. Abt. Kristallographie).来源：美国地质调查所天然存量甲烷气水包合物受限于浅层的岩石圈内（即< 2000 m 深）。
此外，发现在一些必要条件下，惟独在极地大陆的沉积岩，其表面温度低于0 °C，或是在水深超过300 m ，深层水温大约2 °C 的海洋沉积物底下。
大陆区域的蕴藏量已确定位在西伯利亚和阿拉斯加800 m 深的砂岩和泥岩床中。
海生型态的矿床似乎分布于整个大陆棚（如图），且可能出现于沉积物的底下或是沉积物与海水接触的表面。
他们甚至可能涵盖更大量的气态甲烷。
海洋生成气水化合物的甲烷主要由缺氧环境下有机物质的细菌分解。
在沉积物最上方几厘米的有机物质会先被好氧细菌所分解，产生 CO2，并从沉积物中释放进水团中。
在此区域的好氧细菌活动中，硫酸盐会被转变成硫化物。
若沉淀率很低（< 1 厘米／千年）、有机碳成分很低（<1%），且含氧量充足时，好氧细菌会耗光所有沉积物中的有机物质。
但该处的沉淀率和有机碳成分都很高，沉积物中的孔隙水仅在几厘米深的地方是缺氧态的，而甲烷会经由厌氧细菌产生。
此类甲烷的生成是更为复杂的程序，需要各个种类的细菌活动、一个还原环境（Eh -350 to -450 mV），且环境 pH 值需介于 6 至 8 之间。
在某些海域（例如墨西哥湾）包合物中的甲烷至少会有部份是由有机物质的热分解所产生，但大多是从石油分解而成。
[4]包合物中的甲烷一般会具有细菌性的同位素特征，以及很高的δ13C 值（-40 to -100‰），平均大约是 -65 ‰。
[5]在固态包合物地带的下方处，沉积物里的大量甲烷可能以气泡的方式释放出来。
[6][7][8]在给定的地点内判定该处是否含有包合物，大多可以透过观测“海底仿拟反射”（Bottom Simulating Reflector，或称BSR）分布，以震测反射（seismic reflection）的方式来扫描洋底沉积物与包合物稳定带之间的接口处，因而可观测出一般沉积物和那些蕴藏包合物沉积物之间的密度差异。
甲烷水合物的开发与利用技术研究
甲烷水合物的开发与利用技术研究一、甲烷水合物的概述甲烷水合物是指甲烷分子在低温高压下与水分子发生强烈的相互作用而形成的一种可燃冶物，其主要成分是甲烷和水。
甲烷水合物是一种类似冰晶体的物质，具有极高的比表面积和孔隙度，因而具有较高的贮气储量，具有天然气和煤炭的二者之间的特点，是未来能源资源开发的重要储备。
二、甲烷水合物的分布据初步估算，全球甲烷水合物的储量约有30万亿立方米，约等于3.5万亿吨石油的能量，远远超过天然气、煤炭等化石能源储量之和，是未来气源的主要替代品。
主要分布在海底和北极区域，其中北极区域是甲烷水合物储量最丰富的地区。
三、甲烷水合物的开发技术1.勘探技术甲烷水合物勘探技术主要包括声波勘探、磁法、电法和地震勘探等多种手段。
其中地震勘探是最主要的方法，可以通过扫描海底波动来识别是否有气体水合物的存在。
2.采集技术甲烷水合物采集技术主要有两种方式：一种是通过浅水区域直接采集，另一种是利用钻井技术，将深水区域内的水合物耙至海面上再进行采集。
采集过程中需要加入化学药剂来分离甲烷和水，并利用压缩等手段将甲烷接收到储气罐中。
3.储存技术甲烷水合物储存技术主要分为两种：一种是将气体水合物直接储存在深海海底，另一种是将甲烷水合物转换成天然气后储存。
前者的优点是不需要将水合物转化为天然气，但是储藏条件比较苛刻；后者需要将甲烷水合物通过压缩等手段转化为天然气后储存，具有更广泛的应用前景。
4.利用技术甲烷水合物的利用技术主要分为两种：一种是将甲烷水合物转化成天然气后利用，另一种是将甲烷水合物直接利用。
前者的优点是转化后的天然气质量更高，利用范围更广泛，但是转化过程中会伴随损失；后者则是将甲烷水合物直接利用，具有更高的利用效率，但是在目前技术条件下仍需要进一步探索。
四、甲烷水合物的应用前景采集和利用甲烷水合物是未来气源替代的重要途径之一。
甲烷水合物的储量丰富，储藏条件苛刻，但是随着技术的发展，其商业开发的前景越来越被看好。
甲烷水合物能稳定存在的压强和温度规律
甲烷水合物能稳定存在的压强和温度规律1. 什么是甲烷水合物？甲烷水合物，又称天然气水合物或冰火（Ice Fire），是一种在高压和低温条件下形成的固体化合物。
它由甲烷分子（CH4）和水分子（H2O）组成，形成类似冰晶结构的化合物。
甲烷水合物主要存在于海洋沉积物和极地地区的冻土中，是一种丰富的可再生能源资源。
它被认为是地球上储量最丰富的碳氢化合物之一。
2. 甲烷水合物的稳定存在条件甲烷水合物能够稳定存在的条件主要包括压强和温度两个方面。
2.1 压强条件甲烷水合物形成需要较高的压强环境。
一般来说，当压力大于5-20兆帕（MPa）时，甲烷水合物可以形成并稳定存在。
这是因为在高压下，水分子会逐渐聚集形成一个稳定的晶格结构，将甲烷分子困在其中。
2.2 温度条件甲烷水合物的形成也需要适宜的低温环境。
一般来说，甲烷水合物的形成温度范围在0摄氏度至20摄氏度之间。
在这个温度范围内，水分子可以形成冰晶格结构，并将甲烷分子捕获其中。
3. 压强和温度对甲烷水合物的影响压强和温度对甲烷水合物的稳定性有着直接的影响。
随着压强和温度的变化，甲烷水合物可能发生相变或解离。
3.1 压强对甲烷水合物的影响当压强低于一定值时，甲烷水合物会发生解离，即释放出其中的甲烷气体。
这是因为低压下，水分子无法形成足够稳定的结构来容纳甲烷分子。
当压强超过一定值时，虽然甲烷水合物仍然存在，但其结构可能发生相变。
高压下，晶格结构可能变得更加紧密，导致甲烷水合物的密度增加。
3.2 温度对甲烷水合物的影响随着温度的升高，甲烷水合物的稳定性会减弱。
当温度超过一定值时，甲烷水合物会解离为水和甲烷气体。
这是因为高温下，冰晶格结构会被破坏，无法继续容纳甲烷分子。
相反地，当温度降低到一定值以下时，甲烷水合物的形成速率会加快。
极低的温度有助于形成更稳定的冰晶格结构，从而增加甲烷水合物的稳定性。
4. 实际应用和挑战4.1 实际应用甲烷水合物作为一种丰富的可再生能源资源，在能源领域具有巨大潜力。
天然气水合物形成条件
天然气水合物形成条件天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate），也称为可燃冰、甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物、“笼形包合物”（Clathrate），分子式为：CH4·nH2O，现已证实分子式为CH4·8H2O。
因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”(英译为：Flammable ice）或者“固体瓦斯”和“气冰”。
形成天然气水合物有三个基本条件：温度、压力和原材料。
天然气水合物是一种白色固体物质，有极强的燃烧力，主要由水分子和烃类气体分子（主要是甲烷）组成，它是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH 值等）下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物（碳的电负性较大，在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键，构成笼状结构）。
一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。
“天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。
“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃。
可用mCH4·nH2O来表示，m代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。
组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。
形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。
每单位晶胞内有两个十二面体（20 个端点因此有20 个水分子）和六个十四面体（tetrakaidecahedral）（24 个水分子）的水笼结构。
其水合值（hydratation value）20 可由MAS NMR 来求得。
甲烷气水包合物频谱于275 K 和3.1 MPa 下记录，显示出每个笼形都反映出峰值，且气态的甲烷也有个别的峰值。
甲烷水合物的存在和稳定性及其在能源领域的应用
甲烷水合物的存在和稳定性及其在能源领域的应用一、甲烷水合物的概述甲烷水合物（Methane Hydrate）是一种天然气水合物，通常在海底深处和冷海洋沉积物中发现。
它是由甲烷分子和水分子在一定条件下形成的晶体，化学式为CH4·5.75H2O，是一种富集天然气的重要方式。
甲烷水合物最早被发现是在18世纪，但直到20世纪60年代才被人们重视。
现在已经发现了世界各大洋深处和北极地区的大量甲烷水合物储量，具有极高的开发价值。
二、甲烷水合物的形成机理甲烷水合物是在一定条件下，水分子和甲烷分子形成的晶体。
在自然状态下，当温度和压力较低时，水分子可以通过氢键作用形成六面体晶体结构。
当水分子的温度低于0℃和压力高于正常大气压时，容易将甲烷分子吸附在六面体空隙中。
这时，甲烷和水分子的相对分布会呈现出一种典型的格子排列方式，即甲烷分子的底面中心与六面体角或边上的氧原子相接触。
同时，甲烷分子之间也会通过范德华力相互作用形成氢键。
三、甲烷水合物的稳定性甲烷水合物的稳定性与其所处的温度和压力、化学环境等因素有关。
一般来说，甲烷水合物只有在特定的温度和压力下才能稳定存在。
由于甲烷水合物是在海底深处和极寒的环境中形成，因此它的稳定性与外部环境密切相关，温度过高或压力过低都可能导致水合物分解和释放出甲烷等天然气。
四、甲烷水合物在能源领域的应用由于甲烷水合物具有丰富的储量和高的开采价值，因此在能源领域有着广泛的应用。
首先，甲烷水合物是天然气的重要来源之一。
据估计，全球甲烷水合物储量在1.5万亿-5万亿立方米之间，已经超过了传统的石油和天然气储量总和。
开采甲烷水合物可以有效缓解天然气短缺问题，并为能源领域的可持续发展作出贡献。
此外，甲烷水合物还可以作为一种新型的能源储存材料。
目前，研究人员已经开展了关于甲烷水合物的高压储氢实验，证明了甲烷水合物在储存氢气方面具有很高的潜力。
这为推动清洁能源的发展提供了新的思路和方法。
此外，甲烷水合物在环境保护方面也具有着重要意义。
不同表面活性剂对甲烷水合物生成的影响
不同表面活性剂对甲烷水合物生成的影响甲烷水合物是一种高度压缩的天然气薄膜，其晶格中嵌入的水分子在低温和高压下形成立方晶体，并与甲烷气体紧密结合。
由于甲烷水合物具有高度的稳定性和能源密度，因此被广泛研究作为一种潜在的清洁能源。
而活性剂添加到水合物系统中，因其表面活性剂吸附作用，可能通过提高水合物的生长速度和凝聚性，从而对甲烷水合物生成产生影响。
本篇文章将介绍不同表面活性剂对甲烷水合物生成的影响。
一、正确选择表面活性剂表面活性剂是影响甲烷水合物生成的重要因素之一。
表面活性剂分为阳离子、阴离子、非离子和两性离子表面活性剂。
在水合物成核和生长阶段，表面活性剂吸附并影响水合物吸附能力和排列。
可选择德国公司米塔基（Mittal）的磺酸类表面活性剂N,N-二（2-烷基苯基）代磺酸铵（TX-100）、嵌醚磺酸类表面活性剂十二烷基苄基嵌醚硫酸钠（SDBS）和十二烷基苄基嵌醚（Triton X-100）等活性剂。
二、选择适宜的水合物晶体形成剂在形成水合物晶体时，需要添加一定量的水合物晶体形成剂。
该剂量应自行拟定，以确定一定的水合物产量和产物纯度。
将多种形成剂添加到高压、低温的水合物溶液中，可能会产生团聚作用，从而影响水合物结晶的调整和粒径的分布。
固体无机除水剂PEG-3000，外加前驱体PVP均成为一些典型的水合物晶体形成剂。
三、常见的表面活性剂对甲烷水合物的影响1、阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂在水合物的凝聚和晶体生长阶段中起到重要的作用，可通过吸附作用降低水合物表面的方法，减少其克服相互排斥各水合物形成的阻力，从而促进水合物的成长。
研究表明，阴离子表面活性剂对于水合物的凝聚具有较高的增强效果，对于水合物晶体的形态和结构影响较小。
如在温度约在8℃和30℃，压力在1 MPa和8 MPa中，选择较低浓度的十二烷基苯基亚砜（SDBS）作为表面活性剂，可以预测合成周期或合成培训时间，此外也可使抑制剂DNPG（3,4-二硝基苯酚）的作用增加，提高甲烷水合物的稳定性。
甲烷水合物摩尔质量
甲烷水合物摩尔质量甲烷水合物，又称甲烷水，是由甲烷和水的分子组成的、由此来的混合物。
由于其成分的简单性，目前甲烷水合物被广泛用在化学实验室中。
甲烷水合物的摩尔质量是指物质的原子，分子或离子的质量的体积比或质量比。
在分析物质中可以测定摩尔质量，确定其组成物种，以及精确测量其化学成分比例。
摩尔质量受到物质构成的原子数和每个种类原子的原子质量大小的影响，其计算公式为：M＝Σ[Σ(Nα/Na)]，其中ηα为某一种原子的质量，Na为该种原子在物质中的数目。
由于甲烷水合物的成分只由甲烷和水组成，因此它的摩尔质量只由两种元素构成，即甲烷（CH4）和水（H2O）。
由于水分子中的氢原子质量比氧原子质量小，因此ht和he所占比重不同，一般认为H2O的摩尔质量为18.01528 g/mol，而CH4的摩尔质量是16.0424 g/mol。
由上述公式可计算，甲烷水合物的摩尔质量约为：（16.0424）＊X+(18.01528)＊（1-X），其中X表示甲烷含量（甲烷水合物中甲烷的百分比）。
在常温常压下，甲烷水合物的摩尔质量通常都在17.5至21.5之间，具体值取决于水与甲烷的比例。
例如，当甲烷水合物的甲烷含量为90％时，其摩尔质量大约为19.90752 g/mol，而当甲烷水合物中甲烷含量为10％时，其摩尔质量大约为18.20976 g/mol。
甲烷水合物拥有多种不同的工业用途，它可以用作销冷剂、分析试剂或净化剂，是制造多种化学品的常用原料。
在许多工业设备中，都可以使用甲烷水合物作为冷却剂、清洁剂或润滑剂。
此外，甲烷水合物也可以用作分析工具。
它可以用来检出痕量元素或分析一种溶液中的某种物质的含量。
通常，用于分析的甲烷水合物中甲烷的含量（X）需要精确的测量，以确定其摩尔质量从而推算分析比例。
甲烷水合物是一种广泛使用的化学物质，它的摩尔质量是其组成成分、有关参数和比例的重要参考。
其具体数值受到混合物中甲烷含量（X）的影响，因此准确测量甲烷水合物的摩尔质量非常重要。
甲烷水合物研究进展
甲烷水合物研究进展甲烷水合物是一种天然气水合物，其主要成分为甲烷和水。
其存储在富含有机碳和深海沉积物的海底，具有巨大的经济开发潜力。
然而，甲烷水合物的开发和利用仍然处于研究阶段，需要进行大量的实验研究和理论探索。
本文将介绍甲烷水合物的研究进展，包括其形成机理、开采和利用技术以及环境影响。
一、甲烷水合物的形成机理甲烷水合物是在高压和低温下形成的。
它的形成需要充足的有机碳来源，水和适宜的温度和压力条件。
在地球上，甲烷水合物主要存在于极地和深海环境中。
在深海中，富含沉积物的海底是甲烷水合物的重要存储地点。
由于过去几十年里水面下沉积物不断积累，导致了甲烷水合物的增长和积累。
此外，甲烷水合物形成也与生物过程有关。
微生物的代谢会产生大量的甲烷，这些甲烷在一定条件下可以与水结合形成甲烷水合物。
因此，研究甲烷水合物的形成过程对于了解深海生态系统和碳循环具有重要意义。
二、甲烷水合物的开采和利用技术甲烷水合物的开采和利用技术仍然处于研究阶段。
开采甲烷水合物的方法通常包括热解、减压和置换。
其中，热解是最常用的方法，它利用高温和高压条件把甲烷水合物转化为天然气从而释放甲烷。
减压方法是将甲烷水合物从高压环境中释放，利用减压将甲烷水合物转化为天然气。
置换方法则是将水替换成其他物质，如二氧化碳或氮气，从而使甲烷水合物的甲烷部分释放出来。
目前，甲烷水合物的开采还面临一些技术难题，如切割和采集甲烷水合物的设备设计、开采过程中甲烷泄漏和其它环境风险的预防等。
因此，加强开采和利用技术的研究和发展对于大规模、高效地分离和提取甲烷水合物具有重要意义。
三、甲烷水合物的环境影响甲烷是一种温室气体，其增加会导致大气温度升高，进而引发全球气候变化。
因此，甲烷水合物的开采和利用可能会对全球气候产生不利影响。
此外，在甲烷水合物开采和利用的过程中还会产生废水、渣土和废气等污染物，给环境带来压力和危害。
因此，在进行甲烷水合物研究和利用时需要按照环保法律和规范要求，采取措施保护是环境湿地、码头和港口。
多孔介质中甲烷水合物的分解特性
多孔介质中甲烷水合物的分解特性
本文研究了多孔介质中甲烷水合物分解的特性。
首先，研究了甲烷水合物的分子结构，其次，研究了甲烷水合物在多孔介质中的分解特性，包括动力学和热力学方面。
研究发现，甲烷水合物在多孔介质中的分解速率受到温度、压力和孔径的影响，其中温度对分解速率的影响最大。
研究还发现，在多孔介质中，甲烷水合物的分解受到活性位点的影响，活性位点的存在可以加速分解速率。
此外，研究还发现，在多孔介质中，甲烷水合物的分解受到孔隙率的影响，孔隙率越大，分解速率越快。
最后，研究发现，甲烷水合物在多孔介质中分解时会产生毒性气体，因此，在多孔介质中进行甲烷水合物分解时要注意安全措施。
DSC法测定甲烷水合物的临界温度
甲烷水 合物 的形成 温度 与 甲烷压 力成 正 比 。每 种 气体 均有 形成 水合 物 的临界温 度 ， 高于此 温度 时 ， 无 论压 力多 高也 不 会 形 成 水 合物 。在 静 态 系统 中 ，
２ 实 验
２ １ 实 验 装 置 ．
水 分子 与溶解 在水 中 的气 体 分 子不 断 积 聚 ， 到 积 直 聚团大 小和浓 度 达 到 临界 成 核 条件 ， 合 物 才 开 始 水 生成 ， 一段 时 间 就是 晶体 生 长 的诱 导 期 。由于 气 这
Ｗｉｄ ｗｓ 作 系统下 运 行 的 Ｓ Ｔ ＡＭ 公 司 ｎｏ 操 Ｅ ＡＲ
的热 分析 软件 Ｃ Ｉ Ｔ ＡＬ Ｓ ０。 ２ ２ 实 验步 骤 ．
秀 的水合 物生成 促 进 剂 ， 既 可 以缩 短 水 合 物 生成 它 的诱 导期 ， 可 以增 大转 化 率 ， 合 物 形 成 体 系 中 又 水
９ ／ ｍ３ ０ｇ ｃ 。天 然气水 合物 的生 成一 般 要具 备 以 下 ３ 个条 件 ：．天然气 中有 液态 水存 在 或 含有 过 饱 和状 １
高压 Ｄ Ｃ本质 上 是静态 法 实验 装置 的一种 ， Ｓ 它
根据 实验 过程 中热 流量 的变 化 判 定水 合 物 的形 成 ，
色 结 晶 固体 。本 文 采 用 差 示 扫 描 量 热 法 （ Ｓ ） 定 天 然 气 水 合 物 的形 成 温 度 ， 用 十 二 烷 基 磺 酸 钠 （ Ｄ ） 为 促 Ｄ Ｃ测 使 Ｓ Ｓ作 进 剂 。测 试 周 期 短 ， 得 的 甲烷 水 合 物 形 成 临 界 温 度 与 理 论 值 很 接 近 。 测 关 键 词 甲烷 水 合 物 差 示 扫 描 量 热法 促 进 剂 天 然气 抑 制 剂
水合物资料(图文解说) 超级完整
甲烷水合物（重定向自甲烷氣水包合物）甲烷因加热释放而燃烧，水分溢出（美国地质调查所）。
嵌入图：包合物结构© (Uni. Göttingen, GZG. Abt. Kristallographie).来源：美国地质调查所另一种甲烷气水包合物结构:甲烷被十四面体（tetrakaidecahedral，24个水分子）的水笼结构。
甲烷气水包合物（Methane clathrate），也称作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物或可燃冰[1]，为固体形态的水于晶格（水合物）中包含大量的甲烷。
最初人们认为只有在太阳系外围那些低温、常出现冰的区域才可能出现，但后来发现在地球上许多海洋洋底的沉积物底下，甚至地球大陆上也有可燃冰的存在，其蕴藏量也较为丰富。
甲烷气水包合物在海洋浅水生态圈中是常见的成分，他们通常出现在深层的沉淀物结构中，或是在海床处露出。
甲烷气水包合物据推测是因地理断层深处的气体迁移，以及沉淀、结晶等作用，于上升的气体流与海洋深处的冷水接触所形成。
在高压下，甲烷气水包合物在18 °C的温度下仍能维持稳定。
一般的甲烷气水化合物组成为1 摩尔的甲烷及每5.75摩尔的水，然而这个比例取决于多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各种不同的包覆结构中。
据观测的密度大约在0.9 g/cm³。
一升的甲烷气水包合物固体，在标准状况下，平均包含168 升的甲烷气体。
甲烷形成一种结构一型水合物，其每单位晶胞内有两个十二面体（20个端点因此有20个水分子）和六个十四面体（tetrakaidecahedral，24个水分子）的水笼结构。
其水合值（hydratation value）20可由MAS NMR来求得。
[2]甲烷气水包合物频谱于275 K和3.1 MPa下记录，显示出每个笼形都反映出峰值，且气态的甲烷也有个别的峰值。
天然存量已确定与推测中可能有甲烷冰蕴藏的大陆棚海域。
资料来源：USGS甲烷气水包合物受限于浅层的岩石圈内（即< 2000 m深）。
甲烷水合物化学式-概述说明以及解释
甲烷水合物化学式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述甲烷水合物化学式是CH4·5.75H2O，是一种在极寒和高压环境下形成的天然气水合物。
甲烷水合物是一种深海沉积物中常见的化合物，也被发现存在于一些冰冻的土壤中。
它具有巨大的甲烷储量，被认为是未来能源资源的一个重要来源。
同时，甲烷水合物也具有一定的环境影响，因为它释放的甲烷对全球气候变化有着重要的影响。
因此，对甲烷水合物进行深入研究并找到可持续利用的方法非常重要。
本文将对甲烷水合物的定义、结构特点、形成条件、应用前景、环境影响与保护措施进行全面的探讨。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文将首先给出甲烷水合物的定义，包括其化学性质和物理性质，并深入探讨其在地质和化学领域的重要性。
接着，本文将讨论甲烷水合物的结构特点，包括其分子结构和晶体结构，以及在不同环境下的形成条件。
最后，本文将对甲烷水合物的应用前景进行展望，并探讨其在环境保护领域中的重要性和相关保护措施。
通过全面深入地探讨甲烷水合物的化学式及其在实际应用中的意义，旨在为读者提供全面系统的了解和参考。
1.3 目的:本文旨在探讨甲烷水合物化学式，通过对甲烷水合物的定义、结构特点和形成条件进行详细介绍，以便更好地了解甲烷水合物在地质、环境和能源领域的重要性和应用前景。
同时也将对甲烷水合物的环境影响进行分析，并提出相关的保护措施，以期为相关研究和实践提供参考。
通过本文的阐述，读者可以更全面地了解甲烷水合物化学式并对其发展前景有更深入的认识。
2.正文2.1 甲烷水合物的定义甲烷水合物是一种在极端压力和低温下形成的化合物，其化学式为CH4·5.75H2O。
甲烷分子被水分子包裹在一个稳定的晶体结构中，形成类似冰的物质。
甲烷水合物通常形成于海底的沉积物中，也可以在极地地区的冰层下发现。
这种化合物在自然界中广泛存在，具有巨大的储量，被认为是一种新兴的能源资源。
甲烷水合物的形成和稳定需要特定的压力和温度条件，因此其存在的地质环境非常有限。
si甲烷水合物密度
si甲烷水合物密度甲烷水合物是一种由甲烷分子和水分子形成的晶体物质。
它具有高密度、稳定性和广泛的存在于海洋和地下等环境中的特点。
甲烷水合物在能源领域有着重要的应用前景，并且对全球气候变化也有一定的影响。
甲烷水合物的密度是指单位体积内甲烷水合物的质量。
它是由甲烷分子和水分子的密度所决定的。
甲烷分子的密度相对较低，水分子的密度相对较高，而甲烷水合物的密度则介于两者之间。
一般情况下，甲烷水合物的密度约为0.9 g/cm³到1.5 g/cm³之间，具体数值取决于其组成和结构。
甲烷水合物的密度对其物理和化学性质有着重要的影响。
首先，密度的大小直接影响到甲烷水合物的稳定性。
密度较低的甲烷水合物更容易发生解离，即水分子和甲烷分子分离，从而释放出甲烷气体。
而密度较高的甲烷水合物则更加稳定，不易发生解离。
因此，高密度的甲烷水合物更适合用作能源储存和运输材料。
其次，甲烷水合物的密度也影响到其在海洋和地下环境中的分布和形态。
在海洋中，水的密度较高，所以甲烷水合物一般形成在较深的海底。
而在地下，地球的温度和压力条件下，甲烷水合物的密度较低，更容易形成。
这种分布特点对于甲烷水合物的开采和利用都有一定的影响。
甲烷水合物的密度还与温度和压力有关。
一般情况下，甲烷水合物的密度随着温度的升高而降低，随着压力的增加而增加。
这是由于甲烷水合物的结构特点决定的。
当温度升高时，甲烷水合物内部的结构会发生变化，从而导致其密度的变化。
而当压力增加时，甲烷水合物的分子会更加紧密地堆积在一起，使密度增加。
甲烷水合物密度的研究不仅对于了解其性质和行为有重要意义，也对于其开发利用具有指导作用。
在能源领域，研究甲烷水合物的密度可以帮助我们设计更高效的储存和运输系统，以便更好地利用甲烷水合物的能源潜力。
对于环境和气候变化问题，密度的研究也有助于我们了解甲烷的释放和循环过程，以便制定相应的控制和调控措施。
总之，甲烷水合物的密度是由甲烷分子和水分子的密度所决定的。
可燃冰的主要化学成分是什么
可燃冰的主要化学成分是什么
很多同学都听过可燃冰，那么可燃冰的成分都有什么？大家一起来看看吧。
可燃冰简介
可燃冰，甲烷气水包合物，也称作甲烷水合物、甲烷冰或天然气水合物。
从名字上就可以大概分辨出其主要成分为甲烷和水。
可燃冰为固体形态的水于晶格（水合物）中包含大量的甲烷。
分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。
因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。
可燃冰化学方程式
天然气水合物，也称为可燃冰、甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物、“笼形包合物”，分子式为：CH4·nH2O，现已证实分子式为CH4·8H2O。
因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”(英译为：Flammable ice)或者“固体瓦斯”和“气冰”。
形成天然气水合物有三个基本条件：温度、压力和原材料。
可燃冰性质
可燃冰并不是指二氧化碳的固态形式（此乃称为干冰），可燃冰在低位高压的环境中才能稳定存在，故在地球的两极，深海底下，冰川高原上广泛存在，开采出来后呈现雪花状，在空气中可点燃，故称为可燃冰，是未来可广泛开采的能源，其结构是甲烷和水形成的超分子化合物，冰形成笼状物，甲烷吸附其中。
以上就是一些可燃冰的相关信息，希望对大家有所帮助。
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发现
早在1778年英国化学家普得斯特里就着手研究气体生成的气体水合物温度和压强。1934年，人们在油气管道和加工设备中发现了冰状固体堵塞现象，这些固体不是冰，就是人们现在说的可燃冰。1965年苏联科学家预言，天然气的水合物可能存在海洋底部的地表层中，后来人们终于在北极的海底首次发现了大量的可燃冰。
我国从1993年起成为纯石油进口国，预计到2010年，石油净进口量将增至约1亿吨，2020年将增至2亿吨左右。因此，查清可燃冰家底及开发可燃冰资源，对我国的后续能源供应和经济的可持续发展，战略意义重大。
黄永样介绍，在未来十年，我国将投入8.1亿元对这项新能源的资源量进行勘测，有望到2008年前后摸清可燃冰家底，2015年进行可燃冰试开采。
中德科学家一致建议，将该自生碳酸盐岩区中最典型的一个构造体命名为“九龙甲烷礁”。其中“龙”字代表了中国，“九”代表了多个研究团体的合作。同位素测年分析表明，“九龙甲烷礁”区域的碳酸盐结壳最早形成于大约4.5万年前，至今仍在释放甲烷气体。
中方首席科学家、广州海洋地质调查局总工程师黄永样对此极为兴奋，他说，探测证据表明：仅南海北部的可燃冰储量，就已达到我国陆上石油总量的一半左右；此外，在西沙海槽已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里，其资源估算达4.1万亿立方米。
形成有三个基本条件
“可燃冰”的形成有三个基本条件：首先温度不能太高，在零度以上可以生成，0－10℃为宜，最高限是20℃左右，再高就分解了。第二压力要够，但也不能太大，零度时，30个大气压以上它就可能生成。第三，地底要有气源。因为，在陆地只有西伯利亚的永久冻土层才具备形成条件和使之保持稳定的固态，而海洋深层300－500米的沉积物中都可能具备这样的低温高压条件。因此，其分布的陆海比例为1∶100。
据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。中国的可燃冰主要在南海等海域。
编辑本段
联手勘测
今年6月2日，26名中德科学家从香港登上德国科学考察船“太阳号”，开始了对南海42天的综合地质考察。通过海底电视观测和海底电视监测抓斗取样，首次发现了面积约430平方公里的巨型碳酸盐岩。
编辑本段
储存量
1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。科学家估计，海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里，占海洋总面积的10%，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。
随着研究和勘测调查的深入，世界海洋中发现的可燃冰逐渐增加，1993年海底发现57处，2001年增加到88处。据探查估算，美国东南海岸外的布莱克海岭，可燃冰资源量多达180亿吨，可满足美国105年的天然气消耗；日本海及其周围可燃冰资源可供日本使用100年以上。
甲烷水合物（methane hydrates）作为替代能源的行动。甲烷水合物也称“可燃冰”，是甲烷气体和水分子形成的笼状结晶，将二者分离，就能获得普通的天然气。这种外面看起来像冰一样的物质是在高压低温条件下形成的，也就是说，它通常存在于大陆架海底地层以及地球两极的永久冻结Байду номын сангаас。
简介
发现
形成储藏
储存量
联手勘测
甲烷水合物
科技名词定义
中文名称：甲烷水合物英文名称：methane hydrate定义：以甲烷为主要成分的天然气水合物。应用学科：海洋科技（一级学科）；海洋科学（二级学科）；海洋地质学、海洋地球物理学、海洋地理学和河口海岸学（二级学科）
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
百科名片
甲烷水合物球棍模型
编辑本段
形成储藏
海洋板块活动而成
可燃冰由海洋板块活动而成。当海洋板块下沉时，较古老的海底地壳会下沉到地球内部，海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面。当接触到冰冷的海水和在深海压力下，天然气与海水产生化学作用，就形成水合物。科学家估计，海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%，相当于4000万平方公里，是迄今为止海底最具价值的矿产资源，足够人类使用1000年。
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双刃剑
战略性与危险性共同打造的“双刃剑”
迄今，世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。
1960年，前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏，并于1969年投入开发，采气14年，总采气50.17亿立方米。
有天然气的地方不一定都有“可燃冰”，因为形成“可燃冰”除了压力主要还在于低温，所以一般在冰土带的地方较多。长期以来，有人认为我国的海域纬度较低，不可能存在“可燃冰”；而实际上我国东海、南海都具备生成条件。
储藏
东海底下有个东海盆地，面积达25万平方公里。经20年勘测，该盆地已获得1484亿立方米天然气探明加控制储量。尔后，中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件，在东海找出了“可燃冰”存在的温度和压力范围，并根据地温梯度、结合东海地质条件，勾画出“可燃冰”的分布区域，计算出它的稳定带的厚度，对资源量做了初步评估，得出“蕴藏量很可观”结论。这为周边地区在新世纪使用高效新能源开辟了更广阔的前景。
双刃剑
开采利用
展开
编辑本段
简介
甲烷水合物,即可燃冰。
其化学式为CH4·xH2O
“可燃冰”是未来洁净的新能源。它的主要成分是甲烷分子与水分子。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿，而且密切相关。埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌气性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包进水分子中，在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。这是因为天然气有个特殊性能，它和水可以在温度2～5摄氏度内结晶，这个结晶就是“可燃冰”。因为主要成分是甲烷，因此也常称为“甲烷水合物”。在常温常压下它会分解成水与甲烷，“可燃冰”可以看成是高度压缩的固态天然气。“可燃冰”外表上看它像冰霜，从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，由若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个气体分子。目前，可燃冰主要分布在东、西太平洋和大西洋西部边缘，是一种极具发展潜力的新能源，但由于开采困难，海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内。