天然气是一种以烷烃为主要成分的气体，其中甲烷占据了大部分比例。同时，天然气还与乙烷、丙烷、丁烷、硫化氢、二氧化碳、氮气、水蒸汽、氦气和氩气等混合。天然气不溶于水，其密度为0.7174千克/立方米，相对密度（与水相比）为0.45。其燃点为650摄氏度，爆炸极限（V%）为5-15。在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，而戊烷及以上则为液体。甲烷是最短和最轻的碳氢化合物分子。有机硫化物和硫化氢（H₂S）是常见的杂质，通常需要事先去除，才能使用天然气。含有大量硫杂质的天然气在专业术语中被描述为“酸性”。天然气可以根据其在地下存储的形态分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有游离态的天然气形成了天然气藏，才可以进行开发利用。天然气是相对较安全的燃气之一，不含一氧化碳，并且比空气轻。一旦泄漏，它会迅速向上扩散，不容易积聚形成爆炸性气体，因此相对于其他燃料更安全。采用天然气作为能源可以减少对煤炭和石油的依赖，从而显著改善环境污染问题。作为一种清洁能源，天然气能够减少近100%的二氧化硫和粉尘排放，减少60%的二氧化碳排放和50%的氮氧化合物排放。它还有助于减少酸雨的形成，减缓地球的温室效应，从根本上改善环境质量。
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