全煤階煤中有機(jī)小分子與大分子揮發(fā)物的組成結(jié)構(gòu)規(guī)律研究.pdf

1、為在全煤階范圍內(nèi)考察煤嵌布結(jié)構(gòu)模型中有關(guān)煤有機(jī)小分子的存在型態(tài)和分布特征，并探討大分子結(jié)構(gòu)單元與對(duì)應(yīng)的小分子化合物在組成結(jié)構(gòu)上的相關(guān)性，論文選擇了從褐煤到無(wú)煙煤的十二種不同變質(zhì)程度煤進(jìn)行了索氏分級(jí)分次萃取，對(duì)萃取物進(jìn)行了GC/MS分析，對(duì)萃余煤進(jìn)行了TG-GC/MS分析，研究了煤中小分子化合物及大分子熱解揮發(fā)物在全煤階范圍內(nèi)的組成結(jié)構(gòu)規(guī)律，結(jié)果表明：
　　四級(jí)溶劑的總萃取率以褐煤最高（約9.80％～12.10%），無(wú)煙煤最低（約0

2、.07%），而煙煤居中（約2.00%～7.20%）。GC/MS可檢測(cè)小分子化合物均由脂肪烴、芳烴和雜原子化合物組成，其中脂肪烴多為正構(gòu)烷烴，芳烴主要為2～5環(huán)芳烴及其烷基取代物，雜原子主要為含氧化合物。正構(gòu)烷烴和雜原子化合物存在于除貧瘦煤和無(wú)煙煤外的所有中、低階煤中，并在褐煤和低階煙煤中其數(shù)量與種類(lèi)最多；芳烴化合物主要分布于煙煤且集中出現(xiàn)于中階煙煤；高階煙煤和無(wú)煙煤則沒(méi)有可檢測(cè)的小分子化合物存在。正構(gòu)烷烴的碳數(shù)分布范圍隨煤變質(zhì)程度加深而

3、逐漸變窄，且最高碳數(shù)逐漸降低。芳烴化合物的縮合環(huán)數(shù)在2～5環(huán)范圍內(nèi)，且環(huán)數(shù)隨煤變質(zhì)程度加深而呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)。游離態(tài)、微孔嵌入態(tài)和網(wǎng)絡(luò)嵌入態(tài)的三種小分子賦存規(guī)律可適用于全煤階范圍。
　　全煤階煤380℃后的熱解揮發(fā)物均來(lái)源于煤中大分子結(jié)構(gòu)，它們主要由烴類(lèi)和雜原子化合物組成。烴類(lèi)化合物包括碳數(shù)呈連續(xù)分布的烷烴和烯烴，單環(huán)和二環(huán)芳烴及其烷基取代物，少量環(huán)己烷及其烷基取代物，無(wú)三環(huán)及以上芳烴；雜原子化合物主要為含氧和氮的化合物。烷

4、烴含量最多，芳烴及烯烴居次，雜原子化合物最少。雜原子化合物僅出現(xiàn)在440℃前的熱解揮發(fā)物中，而其他類(lèi)型化合物在610℃前的揮發(fā)物中均有分布。
　　煤中有機(jī)小分子化合物與其對(duì)應(yīng)煤種的大分子熱解揮發(fā)物之間在組成結(jié)構(gòu)特征上具有一定的相似性但并不一致，如前者的正構(gòu)烷烴范圍比后者更寬，前者的芳烴縮合環(huán)數(shù)比后者更多，前者的雜原子結(jié)構(gòu)比后者更復(fù)雜等，但它們與煤變質(zhì)程度間的關(guān)系則具有一致性，包括正構(gòu)烷烴及雜原子化合物均主要分布于低變質(zhì)程度的褐煤和