(9.2.5)-煤中低分子化合物

煤中低分子化合物《煤质分析》目录低分子化合物赋存形态的认知低分子化合物的主要研究方法低分子化合物对煤炭转化性能的影响1234组成和来源一、低分子化合物的组成和来源「定义」低分子化合物主要是指游离或镶嵌在煤大分子主体结构中的一些相对分子质量小于500或在500左右的有机化合物。一、低分子化合物的组成和来源「组成」烃类正构烷烃：碳链长度从C1到C30以上不等，甚至还有发现C70的报道；环烷烃；长链烯烃；芳烃：1~6环的芳烃，但主要是以1~2环的芳烃为主。含氧化合物：长链脂肪酸、醇、酮和甾醇类等。含硫化合物：噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩、萘并噻吩以及它们的C1~4的烷基取代衍生物。一、低分子化合物的组成和来源「来源」

成煤植物成分（如树脂、树蜡、萜烯和甾醇等）。低分子化合物含量随煤化度增高而降低，褐煤和年轻烟煤的低分子化合物总量一般要占煤总量的10%~23%。银杏二、低分子化合物赋存形态的认知图1本田化学结构模型图2Shinn化学结构模型图3两相物理结构模型示意图煤是由空间网络构成的骨架结构，一些低分子与骨架发生相互作用，被“固定”在骨架上。这些低分子化合物与骨架的结合方式可以是吸附在大分子的孔隙中，也可以是形成固溶体，或自身相互作用形成较大的分子团镶嵌在网络骨架中。低分子与大分子骨架的键合方式主要表现为物理联系和各种二级相互作用，包括氢键、范德华力、弱配位键、π电子分子间相互作用等，这些作用力共同作用的结果使得煤在大多数有机溶剂中不易溶解。二、低分子化合物赋存形态的认知三、低分子化合物的主要研究方法「溶剂萃取」通过溶剂具有的授-受电子能力将煤中小分子相释放出来的过程。1.有机溶剂:醇类、酮类、烷类、苯及同系物、二氯甲烷以及吡啶、四氢呋喃、二硫化碳和N-甲基-2-吡咯烷酮等。2.辅助实验手段：混合溶剂、单超声照射、电磁辐射、化学处理以及添加物增溶等。三、低分子化合物的主要研究方法「有机波谱法」高压液相色谱的紫外全波长扫描检测器、毛细管柱的应用与质谱和傅立叶变换红外光谱联用技术四、低分子化合物对煤炭转化性能的影响「煤的成焦性能」

煤中低分子化合物被萃取后，煤的膨胀度、坩埚膨胀序数和罗加指数发生了明显的变化并引起了软化温度的升高。而将萃取物回配到萃余煤中之后，黏结性和成焦性能仅略有改善，远未恢复到原有水平。煤的大分子结构：需要在较高温度下发生裂解生成自由基，所生成的自由基再从溶剂和被催化剂活化的分子氢中获得氢使自身达到稳定，这不利于液化；低分子化合物：可以直接加氢液化而且反应速度很快，液化效果好，减少了气体烃类及聚合焦的产生，对降低氢耗起到一定作用。因此，煤中低分子化合物含量越高，越有利于煤的液化。四、低分子化合物对煤炭转化性能的影响「煤液化」四、低分子化合物对煤炭转化性能的影响

基于煤组成的复杂性和多样性，现有理论对低分子化合物的界定并不能涵盖煤中低分子化合物的全部，目前的实验技术还不能实现将低分子与大分子的完整分离，也不能区分独立存在的长链低分子与连接于大分子网络上的低分子，尚不能对煤中低分子化合物的含量、结构、性质和存在形态作出圆满解释。但是，煤中低分子化合物的存在及其与煤主体骨架结构的键合方式已经为众多的实验事实所证实，低分子化合物对煤的转化性能的影响也日益受到研究者的关注。课堂小结煤中低分子化合物以不同作用形式同煤的主体骨架结构相互作用并共同形成了煤有机质的整体结构,其作用形式可表现为氢键、范德华力、弱配位键作用等。对煤中低分子化合物的组成、性质、存在形态及其对煤转化性能的影响的研究还刚刚起步,但初步结果已经表明煤中低分子化合物尽管在煤整体结构中所占比例较小,但对煤的成焦性能、液化性能发挥重要作用。因此,在煤的温和化、定向化技术日益受到重视的