煤炭怎么能变成甲烷吗

煤液化：煤气。

煤干馏：焦炉气、粗氨水、粗苯（主要成分：苯、甲苯、二甲苯）、煤焦油（主要成分：苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青）、焦炭。

煤

煤是一种可燃的黑色或棕黑色沉积岩，这样的沉积岩通常是发生在被称为煤床或煤层的岩石地层中或矿脉中。因为后来暴露于升高的温度和压力下，较硬的形式的煤可以被认为是变质岩，例如无烟煤。煤主要是由碳构成，连同由不同数量的其它元素构成，主要是氢，硫，氧和氮。

煤炭的优缺点

优点：煤炭资源量丰富，且因世界各地都有煤炭矿藏，因此开采及供给皆很稳定，价钱也较石油及天然气便宜。

缺点：煤炭的发热量比石油或天然气小，煤炭在燃烧时，所排放出的二氧化碳量高于石油及天然气。产量有限，是不可再生能源。

用途

煤做为燃料

煤用于炼焦，可以产生煤焦油及氨水。焦碳是用于炼铁的重要原料。煤焦油可提取多种工业用的重要化合物。很多人以为煤气是从煤制造出来的，但事实是煤气是从原油提炼出来的石脑油再加以提炼而成的。煤也可以直接汽化，生成水煤气（一氧化碳和氢的混合物），直接用做清洁燃料。

煤，尤其是烟煤（任何挥发分较高的煤）直接作为燃料会冒出黑烟，浪费其中挥发分并造成大气污染，英国由于气候多雾，对污染尤其敏感，早在20世纪初即颁布法律禁止将原煤直接作为燃料，只能燃烧焦碳或半焦。

焦煤和焦炭利用

焦碳作为炼铁的重要原料，对生铁的质量有关键的作用，如果含硫和磷高，会严重降低生铁质量，灰分高会降低热值。因此用于炼焦的煤必须经过洗选，以降低其灰分和硫含量。炼出的焦碳必须选大块坚实的，不能在高炉中被压碎，以便可以通风。选出的碎焦只能做燃料，碎焦做燃料发热量大，不冒烟，是很好的燃料。

煤的气化

煤气化可用于产生合成气，这是一种一氧化碳(CO)和氢气(H2)气体的混合物。通常合成气被用于燃烧于燃气轮机产生电力，但是，通过费托合成工艺，合成气的通用性也允许它被转换成运输燃料如汽油和柴油。煤气化联合费托技术被南非的萨索尔化学公司使用，从煤和天然气生产汽车用的燃料。

煤的液化

煤液化被用来从煤生产液体合成燃料: 甲烷，和石油化工产品。煤液化分为直接液化和间接液化两种。直接液化意味着碳化和氢化。间接液化就是先把煤进行气化，生成水煤气，再合成乙烷、乙醇等燃料，也可以进一步合成燃油。

化工品的生产

煤炭是生产许多化肥及其它化工产品的重要原料。生产这些产品的主要途径是煤气化产生合成气。直接从合成气生产初级化学产品包括甲醇，氢气和一氧化碳，它们是化工产品的基本成分，从中可以继续生产衍生化学产品的整个化工产品频谱的制造，包括烯烃，乙酸，甲醛，氨，尿素等。作为初级化学品和高价值的衍生产品的前体，合成气的通用性提供了的一种选择，使用相对便宜的煤炭，以产生广泛的有高价值的商品。

从历史上看，煤的化工品生产已经自1950年代已经被使用，并已建立市场。根据2010年的全球气化数据库，在当前的和计划中的气化炉的调查，2004年至2007年化工生产提高了产品的气化份额从37%到45%。从2008年到2010年，22%新增气化炉是被用于化工生产。

煤炭不是甲烷的原材料。根据查询相关资料显示，甲烷生产中主要来源于石油，石油主要由各种烷烃，环烷烃，芳香烃组成。煤炭、石油、天然气都是古生物遗骸聚集经地质年代变迁形成的，于是叫化石能源。

对于解决国内能源供应紧张局面的各种非常规石油和非常规天然气技术路线进行综合比较后判断，煤气化生产合成气、合成气进一步生产甲烷（代用天然气）项目是一种技术上完全可行的项目，在目前国际和国内天然气价格下，这个项目在财务上具有很好的生存能力和盈利能力。另外，作为天然气产品，依赖国内日趋完善的国家、地区天然气管网系统进行分配销售，使得天然气产品的市场空间巨大。充分利用国内的低热值褐煤、禁采的高硫煤或地处偏远运输成本高的煤炭资源，就地建设煤制天然气项目，进行煤碳转化天然气是一个很好的煤炭利用途径。 查看原帖>>

石油分馏可以得到自甲烷到二十多烷﹑二十多烯。煤经干馏得到煤焦油，主要含苯的同系物。 分馏－－是物理变化，将混合物石油分成不同沸点范围的馏分，由于石油一般是烷烃、环烷烃的混合物，所以认为分馏后的馏分也主要是烷烃。分馏的目的是为了将石油分成各个馏分，各尽其用。 但是分馏能将石油进行一定程度的分离，但分离出的成分中最有用的是汽油，却不多，所以为了得到更多的汽油，需要对分馏出的重油进行裂化－－即将碳原子数多的烷烃断裂成碳原子数少的烃，是化学变化。 由于烷烃的断裂，分成1个烷烃和1个烯烃，所以裂化后得到的产物中含有烯烃。 裂化的目的是为了得到更多的汽油，成为裂化汽油。裂解－－也叫深度裂化，是将碳原子数比较少的烃进一步断裂成碳原子数更少的烃，主要是为了得到气态烃，主要是乙烯、丙烯、丁二烯，它们是重要的工业生产原料，裂解也是化学变化。 直馏汽油几乎不含烯烃，裂化汽油含相对较多的烯烃。直馏汽油含烯烃少，更适合做萃取剂 因为一些被萃取的物质易与烯烃反应，比如说溴。直溜汽油是石油分馏的产物之一，它主要是C5到C10的各种烷烃环烷烃，不含不饱和键，不能使溴水褪色。裂化汽油是将石油分馏产物中的大分子加强热制成的，含有各种烯烃，能使溴水褪色。 煤干馏过程主要经历如下变化 当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出；温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出；高达350℃以上时,粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400～500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450～550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦；高于550℃，半焦继续分解,析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。 煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。 煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳香烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳香烃的重要来源；低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。

I．（1）根据盖斯定律可知，将①×2+②+③可得：2C（s）+2H2O（g）=CH4 （g）+CO2 （g）△H=（+131kJ/mol）×2+（-41kJ/mol）+（-206kJ/mol）=+15 kJ/mol，

故答案为：2C（s）+2H2O（g）=CH4 （g）+CO2 （g）△H=+15 kJ/mol 

（2）煤转化为水煤气（CO和H2）作为燃料时，燃烧更充分，煤的利用率更高，产生的污染物少，

故答案为：提高煤的利用率（节约能源或节约资源）、减少污染；

（3）在碱性甲烷燃料电池中，甲烷在负极放电，考虑到是碱性环境，故生成CO32-，故负极反应式为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，故答案为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；

Ⅱ、（1）实验②与①相比温度不变，体积增大，则压强减小，速率减慢，平衡不移动，体积增大一倍，浓度时原来的一半；实验③与②相比较压强不变，温度升高，速率加快，平衡逆向移动，二氧化碳的浓度减小，但小于实验①的浓度，据此画图为：故答案为：

（2）平衡时n（CO2）=0.20mol/L×2.0L=0.40mol

                 CO（g）+H2O（g） CO2 （g）+H2（g）

起始物质的量/mol  1.00   1.00             1.00       1.00

变化物质的量/mol  0.40   0.40             0.40       0.40

平衡物质的量/mol  0.60   0.60             0.40       0.40

故平衡常数 K═=

0.4mol/L×0.4mol/L

0.6mol/L×0.6mol/L

=0.44 

起始时充入容器的物质的量，n（CO）=n（H2O）=n（CO2）=n（ H2）=1.00mol时，C（CO）=C（H2O）=C（CO2）=C（ H2）=0.5mol/L，

此时浓度商Qc==

0.5mol/L×0.5mol/L

0.5mol/L×0.5mol/L

=1.0

可知Qc＞K，故反应向逆反应方向（生成CO和H2O的方向）进行，故答案为：反应向逆反应方向进行．

1、煤做为燃料

煤用于炼焦，可以产生煤焦油及氨水。焦碳是用于炼铁的重要原料。煤焦油可提取多种工业用的重要化合物。很多人以为煤气是从煤制造出来的，但事实是煤气是从原油提炼出来的石脑油再加以提炼而成的。煤也可以直接汽化，生成水煤气（一氧化碳和氢的混合物），直接用做清洁燃料。

2、煤的气化

煤气化可用于产生合成气，这是一种一氧化碳(CO)和氢气(H2)气体的混合物。通常合成气被用于燃烧于燃气轮机产生电力。

但是，通过费托合成工艺，合成气的通用性也允许它被转换成运输燃料如汽油和柴油。煤气化联合费托技术被南非的萨索尔化学公司使用，从煤和天然气生产汽车用的燃料。

3、煤的液化

煤液化被用来从煤生产液体合成燃料: 甲烷，和石油化工产品。煤液化分为直接液化和间接液化两种。直接液化意味着碳化和氢化。间接液化就是先把煤进行气化，生成水煤气，再合成乙烷、乙醇等燃料，也可以进一步合成燃油。

4、化工品的生产

煤炭是生产许多化肥及其它化工产品的重要原料。生产这些产品的主要途径是煤气化产生合成气。直接从合成气生产初级化学产品包括甲醇，氢气和一氧化碳，它们是化工产品的基本成分，从中可以继续生产衍生化学产品的整个化工产品频谱的制造。

包括烯烃，乙酸，甲醛，氨，尿素等。作为初级化学品和高价值的衍生产品的前体，合成气的通用性提供了的一种选择，使用相对便宜的煤炭，以产生广泛的有高价值的商品。

扩展资料：

煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，进入二十一世纪以来，虽然煤炭的价值大不如从前，但毕竟目前和未来很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一。

煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定，煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环。

开采中的环境问题：煤炭开采多数以地下矿井开采为主，这种开采方式必然会造成地表塌陷，而且地表塌陷的面积要比煤炭开采面积大1倍左右，长时间的地表塌陷就会在平原地区出现积水受淹的现象，部分地区也会出现土地资源盐渍化的现象，这对于土地资源的破坏是极其严重的。

参考资料来源：百度百科--煤

参考资料来源：百度百科--煤炭

焦炭、煤焦油、焦炉气 氢气、一氧化碳、甲烷、 液体燃料（甲醇、汽油等） 。

煤的气化、液化和焦化是煤综合利用的主要方法。利用这些加工手段可以从煤中获得多种有机化合物。

煤的气化就是把煤转化为可燃性气体的过程。在高温下煤和水蒸气作用得到CO、H2、CH4等气体，生成的气体可作为燃料或化工原料气。

煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程。在一定条件下，使煤和氢气作用，可以得到液体燃料，也可以获得洁净的燃料油和化工原料。煤气化生成的CO和H2（水煤气）在经过催化合成也可以得到液体燃料。用水煤气还可以合成液态碳氢化合物和含氧有机化合物。

煤干馏是将煤隔绝空气加强热，使其发生复杂的变化，得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗苯等。从 煤干馏得到的煤焦油中可以分离出苯、甲苯、二甲苯等有机化合物。利用这些有机物可移制得染料、化肥、农药、洗涤剂、溶剂和多种合成材料。

煤炭的加工产品有：

（一）煤的干馏（coal carbonization）

将煤隔绝空气加热，使其分解成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程称为煤的干馏（coal carbonization）。根据加热温度的不同，煤的干馏可分为高温干馏和低温干馏两类。

（1）高温干馏（炼焦） 煤在炼焦炉中隔绝空气于900~1000℃进行干馏的过程称为高温干馏。高温干馏产生焦炭、焦炉气、粗苯和煤焦油。其中焦炭可用于冶金工业炼铁或用来生产电石；而焦炉气则是热值很高的气体燃料，同时也是宝贵的化工原料，它的主要成分（体积分数）是氢（54%～63%）和甲烷（20%～32%）；

粗苯主要由苯、甲苯、二甲苯和三甲苯所组成，也含有少量不饱和化合物、硫化物、酚类和吡啶；将粗苯进行分离精制，可以得到多种重要的芳香烃原料；煤焦油是黑褐色的油状粘稠液体，组成十分复杂，目前已验证出煤焦油中约有400～500种有机物，含有多种重芳烃、酚类、烷基苯、吡啶、萘、蒽、菲及杂环化合物等。煤焦油是生产有机原料较有价值的高温干馏产品之一，可用它来制取塑料、染料、香料、农药、医药、溶剂等产品。

（2）低温干馏  这是煤在较低的温度（500～600℃）下进行干馏的过程。低温干馏产生半焦、低温焦油和煤气等产物。由于终温较低，分解产物的二次热解少，故产生的焦油中除含较多的酚类、烷烃和环烷烃外，芳烃的含量则很少，它是人造石油的重要来源之一，而半焦经气化可制合成气。

（二）煤的气化（coal gasification）

煤的气化（coal gasification）是指以固体燃料煤或焦炭为原料，在高温（900～1300℃）下通入气化剂，使其转化成主要含氢、一氧化碳等混合气体的过程。利用干馏制取化工原料，只能利用煤中一部分有机物质，而煤的气化则可利用煤中几乎全部合碳和氢的物质。煤气化常用的气化剂主要是水蒸气、空气或氧气。生成气体的组成取决于固体燃料性质、气化剂的种类、气化方法和气化条件。

煤的气化是获得基本化工原料———合成气（CO+H2）的重要途径。合成气是合成氨、甲醇以及C1化工产品的基本原料，同时也可作气体燃料（替代天然气SNG）使用，与固体燃料相比它是一种具有广泛用途的理想燃料，不仅输送、使用方便，容易贮存、管理，而且出厂时经过脱硫、脱氰处理，减轻了对环境的污染，热效率也比燃煤高。因而广泛用于钢铁工业、化学工业、商业及民用。煤气化是今后发展煤化工的主要途径。