天然气是由多种轻类物质和少量的其他成分组成的混合体，是世界上存储量最丰富的能源之一。天然气中的最主要的成分是甲烷（化学分子式CH4），天然气分为气田气和油田伴生气，随着产地的不同，甲烷成分所占体积在85%~97%之间变化。
甲烷的分子结构极其稳定，能有效地防止发生爆燃现象，这就使得天然气成为一种非常事宜的汽车燃料。天然气作为内燃机燃料有以下特点：
1、密度
通常状态下，甲烷是一种非常轻的气态物质。常温、常压下，甲烷的密度相当于空气的55%（甲烷密度/空气密度=0.55）。由于天然气的密度远远小于空气，当天然气从输送管道或存储器中泄露到空气中时，天然气将向上移动，迅速扩散到空气中。由于这一特点，天然气的安全性优于汽油等大多数燃料。
2、状态、沸点
在常温、常压下天然气是一种气态物质，当温度达到沸点-162℃和低于此温度时，天然气将转变成液态，以液态形式存在。由于沸点非常低，天然气是非常难于液化的，因此一般以气体状态存储和运输天然气。
3、颜色、味道和毒性
在原始状态时，天然气是没有颜色、味道和毒性的物质。基于安全因素，在生产过程中，在天然气中加入了具有独特气味的加臭剂。在使用和运输过程中，当有天然气泄露时，由于独特的臭味，可很容易的检测出泄露。
4、混合气着火极限
燃料和空气混合形成混合气，混合气的浓度在一定范围内，才能够被点燃、产生能量。混合气浓度过浓（燃料过多）或过稀（燃料过少）是难于被点燃的。可被点燃的混合气浓度范围之上、下限分别是燃料点火极限的上限和下限。天然气点火极限的上限为15%，下限为5%。
5、自燃温度
自燃温度是指在此温度下，燃料和空气接触将会被点燃并连续燃烧。对于一种燃料，自燃温度不是一个常温。汽油的自燃温度 220~471℃；天然气的自燃温度为 630~730℃。自然温度很高表明天然气的安全性是非常好的。
6、抗暴性和辛烷值
燃料的抗暴性是指燃料在发动机汽缸内被点燃、燃烧时，避免产生爆燃的能力，即抗自燃能力，是燃料的一个重要指标。燃料的抗暴性用辛烷值表示，燃料的辛烷值越大，表示抗暴性越好。汽油的辛烷值MON一般在81~89之间；大多数天然气的辛烷值MON 一般在115~130之间。总之，与汽油相比，天然气具有较高的抗暴性能。
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