可燃冰是什么？可燃冰的主要成分是什么？可燃冰化学式介绍

　　中共中央、国务院对海域天然气水合物试采成功发贺电，可喜可贺啊，那么大家知道什么是可燃冰吗?不知道的往下看。

　　可燃冰是什么?

　　天然气水合物(Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate)是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，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。

　　天然气水合物甲烷含量占80%～99.9%，燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多，而且储量丰富，全球储量足够人类使用1000年，因而被各国视为未来石油天然气的替代能源。

　　天然气水合物赋存于水深大于100-250米(两极地区)和大于400-650米(赤道地区)的深海海底以下数百米至1000多米的沉积层内，这里的压力和温度条件能使天然气水合物处于稳定的固态。

　　目前，30多个国家和地区已经进行“可燃冰”的研究与调查勘探，最近两年开采试验取得较大进展。2017年5月18日，中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。

　　可燃冰概念

　　天然气水合物是指由主体分子(水)和客体分子(甲烷、乙烷等烃类气体，及氮气、二氧化碳等非烃类气体分子)在低温(-10℃~+28℃)、高压(1~9MPa)条件下，通过范德华力相互作用，形成的结晶状笼形固体络合物其中水分子借助氢键形成结晶网格，网格中的孔穴内充满轻烃、重烃或非烃分子。水合物具有极强的储载气体能力，一个单位体积的天然气水合物可储载100~200倍于该体积的气体量。

　　可燃冰化学方程式

　　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。