煤化学课件-chap4-3-第四部分：第六章--煤的族组成

1、第四部分 第四章 煤的岩相组成 第五章 煤的化学组成 第六章 煤的族组成,第六章 煤的族组成,主要内容： （1）煤的族组成的概念及研究方法 （2）煤溶剂萃取方法 （3）煤溶剂萃取的影响因素,第六章 煤的族组成,一、煤的族组成的概念及研究方法 煤的族组成是指在一定条件下，对煤的分子结构没有破坏的情况下，进行分子分离后得到的组成。通常利用的手段就是溶剂萃取，即通过对煤有一定溶解能力的溶剂进行萃取分离的过程。通过不同溶解能力的溶剂分级处理，可以得到组成不同的组分。虽然同一溶剂萃取得到的组分结构类似，但也不是纯净组分，仍然是一族的混合物，因此，这种组分称为煤的族组成。,二、煤溶剂萃取的概念 煤的溶剂萃

2、取又称为煤的溶剂抽提 ，它是指使用溶剂在一定温度下溶解、提取煤中可溶物的操作过程。,第六章 煤的族组成,三、煤溶剂萃取的溶剂 (1)中性溶剂：脂肪烃类石油醚； 芳香烃类四氢萘、苯、甲苯、二甲苯等； 含氧化合物乙醚、丙酮等； 含氯化合物氯仿(CHCl3)、四氯化碳； (2)碱性溶剂：含氮化合物吡啶、喹啉等； (3)酸性溶剂：各种酚类； (4)混合溶剂：焦油馏分、蒽油等或上述各种溶剂的混合。,第六章 煤的族组成,四、煤溶剂萃取的方法 （1）常规萃取 （2）特殊萃取 （3）萃取热解 （4）化学萃取氢解 （5）超临界萃取,第六章 煤的族组成,四、煤溶剂萃取的方法 （1）常规萃取： 在l00以下，采用一

3、般溶剂(苯、乙醇等)萃取时，萃取物仅占煤的百分之几，萃取物是由树脂和树蜡所组成的物质，不是煤的代表性的结构成分。,第六章 煤的族组成,四、煤溶剂萃取的方法 （2）特殊萃取 在200以下的温度，用亲核性的溶剂(具有给予电子性质的胺类、酚类及羰基类溶剂)萃取时，萃取物占煤的20%40%。其萃取物与煤有机质的基本结构单元类似，对煤的结构研究是重要的。在此条件下，萃取纯属物理过程。,第六章 煤的族组成,四、煤溶剂萃取的方法 （3）萃取热解： 在200以上的温度，有时在300或350以下的温度，用菲、萘酚、蒽油、沥青等进行萃取时，甚至能得到90%以上的萃取物。萃取物是煤本身受到某种程度的热分解后所萃取出

4、来的物质。采用这种方法主要是工业性的目的，例如制取膨润煤等。,第六章 煤的族组成,四、煤溶剂萃取的方法 （4）化学萃取氢解 在300以上采用供氢溶剂(四氢萘、氢化菲等，它们是既较易给出氢、又较易从H2那里得到氢的那种溶剂)，将煤在加氢分解的同时进行萃取。,第六章 煤的族组成,四、煤溶剂萃取的方法 （5）超临界萃取 以甲苯、异丙醇或水为溶剂在超过溶剂临界点的条件下萃取煤。萃取温度一般在400左右。萃取率可达30%以上，它已发展成为一种煤液化工艺。,第六章 煤的族组成,五、煤溶剂萃取的影响因素 （1）溶剂的影响 一般认为，煤的溶剂萃取是通过溶剂扩散渗透交联键断裂煤网络结构打开有机质溶解的过程进行的

5、。因此，能对这几个中间过程产生影响的试剂或操作均可以影响萃取率及萃取速率。 迄今为止，人们已试验了几十种溶剂及其2 种或2 种以上的混合物对煤的萃取性能，但仅吡啶、乙二胺、N- 甲基吡咯烷酮(NMP) 等少数几种溶剂的萃取率较高，并且发现混合溶剂往往具有比单一溶剂好得多的溶解性能。,第六章 煤的族组成,五、煤溶剂萃取的影响因素 （2）煤化程度的影响 碳含量小于86 %的煤，萃取率随C的质量分数升高而增加； 碳含量大于86 %的煤，萃取率反而随C 的质量分数增加而急剧下降; 一般以C 质量分数在86 %左右的煤萃取率最高。,第六章 煤的族组成,五、煤溶剂萃取的影响因素 （3）煤岩组分的影响 稳定组 镜质组 丝质组,第六章 煤的族组成,五、煤溶剂萃取的影响因素 （4）辅助手段理对煤溶解性的影响 超声振荡：在煤-溶剂固液体系中引起的特殊空化作用及附加产生的4 个效应-湍动效应、微扰效应、界面效应、聚能效应