Влияние озонирования и термической модификации бурого канско-ачинского угля на его реакционную способность в процессах терморастворения и гидрогенизации

• Автор: Барышников, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 110 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Современные представления о структуре ископаемых углей
1.2. Влияние окислительного модифицирования ископаемых углей на их состав и строение
1.2.1. Окисление углей при нормальных условиях
1.2.2. Окисление природных углей при невысоких температурах
1.3. Взаимодействие органических соединений и природных 22 углей с озоном
1.3.1. Реакции электрофильного присоединения озона
1.3.2. Окислительные радикально-цепные реакции с участием озона
1.3.3. Разрушение продуктов озонирования
1.3.4. Озонирование углей
1.4. Деструкция органической массы углей под действием температуры
1.5. Термическое растворение углей в органических растворителях
1.6. Гидрогенизация углей
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Используемые материалы
2.2. Методики предварительного модифицирования угля
2.3. Методика термического растворения угля в органических растворителях

2.4. Методика гидрогенизации угля в тетралине и угольном пастообразователе
2.5. Методы исследования угля и продуктов его
превращения
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
ЗЛ. Влияние способов модифицирования бурого угля
на его состав и надмолекулярную структуру
3.2. Термическое растворение модифицированных углей в этаноле, толуоле и тетралине
3.2Л. Влияние способов предварительной обработки бурого
угля и типа растворителя на конверсию ОМУ и выход продуктов
3.2.2. Исследование состава мальтенов, полученных при терморастворении модифицированных образцов бурого угля в
толуоле и этаноле
3.3. Гидрогенизация модифицированных бурых канско - ачин-
ских углей в присутствии железорудного катализатора
3.3Л. Влияние способов предварительного модифицирования угля на степень конверсии и выход продуктов в процессе его гидрогенизации в тетралине и угольном пастообразователе
3.3.2. Исследование жидких продуктов гидрогенизации модифицированных образцов бурого угля в угольном пастообразователе
ВЫВОДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Бурые угли являются потенциальным сырьем для получения разнообразных органических веществ, в том числе жидких углеводородных продуктов. В настоящее время известные процессы получения жидких углеводородов и других химических веществ из угля уступают по своей эффективности процессам производства аналогичных продуктов из нефти. Это связано с тем, что реакции термохимических превращений органической массы угля (ОМУ) в низкомолекулярные органические соединения протекают с невысокой селективностью и в более жестких, чем при переработке нефти условиях. Перспективные направления усовершенствования известных и создания новых процессов получения жидких продуктов из угля связаны с использованием методов модификации углей, позволяющих увеличить их реакционную способность. Имеются сведения о том, что предварительная обработка углей некоторыми химическими реагентами (например алкилирующими агентами) приводит к изменению структуры ОМУ и увеличению выхода низкомолекулярных продуктов при ожижении модифицированных углей. Однако известные методы химической модификации сложны для практической реализации. Более перспективными представляются относительно простые способы регулирования реакционной способности бурых углей, основанные на их окислительной обработке кислородом или озоном при умеренных температурах. Влияние указанных методов модификации на состав, структуру и реакционную способность бурых канско - ачинских углей в процессах их терморастворения и гидрогенизации изучено недостаточно.
Целью настоящей работы являлась разработка способов регулирования реакционной способности бурых канско-ачинских углей в процессах термо-
Г1 А1 тлттт> А тттт'г 1гттла ТПТ11Л /~ г* ттттппл»Л'п л тт Л Т А т г* П/.ХТТТ пттг,апаа /угИДтг»
приоидт иилсс' шприлпп ишрвал - *г - .ли хч/душ шило, ошдихлл и1дит-
тта П 1-ТА1-» лг ТТТЛА г»ЛА-»АОАггатттт/т От гп«лтмти Лтгтттг О АН ттд*л Олпттт АО ( /| 1 О { I ЧТ/* /»/ГЛ ТГ-Г
пи, 13 нирлдлч/ виораухаппл ипиригш, силш иап-дср-иаалоа “1, лдж/миле),
ПА ТТА-АА ТТТТТ 1А А ТА АП ГУ /п /1П „.тт,„/„лтт, ТТАТТА1ЛТТА А Т|*ТТЛГТ'Т1А1ЛТГТ Т А ТТ ААТГ» Г А ТТЛГГА'Г'Т» ГУ А
оимрАпши иплом 1 л--гчу лД/л/»шло/, дипирпиамди 1 ирпо1 соаяшидхвпл
(60-80 кДж/моль), а также взаимодействия за счет интермолекулярного перекрывания л - электронных орбиталей гетероциклических и бензольных колец
ПАП 90 ту ТТ-т/..г,пг
Хии~-ЛЛ ТДД/1/ IV! ило/.
Р Агг'оттт1ттаоь*АТ1 иолла плт глг гггчтаг! плтта тт/’тчгапа пг тллт/лгл лл ттапм/отттхгт
*-* ир1 атпСС/ЛиП ГУХОиии у р>Х>1/Ч у Г леп, О1 еде г 19-ГГV ошшчи! и идрулаппл
гетероатомных, прежде всего, кислородсодержащих групп, доминируют во
пплл поптит Г) г тл/а гг ат/А'раот/гаг» ттпп ттчт XV тгг'ттапг гхо» глттпа'га п г» тттп1ЛАт/чул/ гпла тта_
ллл йшлИ. шшлид ллхрашио ддл J_yjJi3lA 1 лй! ШМСпл1л х> шп/илпд ирцд-
л ах и определяется типом растворителя. Неполярные или слабополярные рас-творители извлекают из угля вещества, связанные с угольной матрицей только слабыми, например, дисперсионными взаимодействиями. В полярных рас-
творителях выход экстракта должен увеличиваться за счет дополните.
. ПТ ытчг'О
SJXU І IV! V
ТЮП ТТЛТТАГТТ1П П АТТ1ААТП АП АООТТТГТ IV ПАЛПА ТТ АТ'П АНТ А/А ттда П1ЛА1ТТ1Т ТЛ/ АТТ ТТ ЛТРОПАППЛ-
пэолепеппл оиидиииэ, олоаппщл ЦрС'Диюиш оилее ириппщл К/ПЛ. 3 ешпипле-
но, что выход экстракта из б>рого угля увеличивается с ростом основности
у-»о л'гп аулп'го ттатт 13 т.-отгал'гпа гг а т гт/л тттхтта агплтттт атт лгаптт ттт хт/*тто/а/4атхттт ттт тлл аг> атта-гп
раих хэирШ.! иЛСхх, хл 1аяе.е 1 ые- лшшчюСппш! 11 Vрх>х хехиихрхи ШП03/V еоиыс 1 и
ПОАТТ) АГЛ И’ГА ТТАГГ 1 ' 7ТЧ» «ОТТ ТТПЛ ТГТТАЧ/'тт Т’ОТ/ ТТООТ тпоадпто ТТЛТТА1АТТТ та ТТТ1АГТО 1 \Т о
ра1пирп1Ы1и1 1 у х IV! см 1 ырдл/игш, 1 см ххсю 01 о схи гут шс, Дипир/пхххи пп/ла ц/т>, ст
О ТТАТ/"ТЧЛАгКт1 ТТТ ТТТ XV АПАТТАПГТТ _ ОТ/ГтаП'ГААТТТ IА 1ТТ1АТТА АКТ Г1ПА1 ТМ™ ТТП1АТТГ тп ППАТПЛ
1 рифплнптл еоиме 1 о ~ сил.и,их х х ир хиох и пыела пд> |_хи . х тыиллрпши рсхи 1 очл-
ПТЛ'А ГТТ I ТИТ АТАТ О Т/* Т Т А ГТ'ГА1Л ТТ I IА ТТТ1АТТП ТТТ1АТАТ1 1 П О ТТ Т1ГГАТТТТГТТТ XV ТЛОА'ГП /АТА ¥ ДГА ПАТТ А ХТ
рплп аицинирпшс шцла пылче ш, а. у тлшхлрпшл рае 1 оирп 1 елеп гл±х
изменяется в пределах 10-20, у протонных растворителей от 25-105. Эффек-
гтттп (тт тт XV тгтггатт гттт аята'га гг та о атп аатп'А тттх тхюттоттттт аттоттатттх гг ГЛ1ЧТ О А Длл ЧЛ (У ршд I лея ЛОЛЛ1е 1 К/У1 |ЛСТе- Г ОирП 1 еЩХХГ, ХХ1УХ иХЧЛ МДХ1 и эыачеппл ТУ1 Ч Л
ТХ ТА О ОТТААФТ / ШТ _ А "КТ Л ТТА Л ТАТТАА 1 А
п раопиеш XV1 > ” 1 .хху пе мепч/е ш.
ТТтАТХ Т ТО А1ААП О ТТТХТХ ТХА1/А поалт ТАГ ТТГ'ГТЛТХ ТТ/А ТП_/1 тт АТАатта Л1АГОТ1 Т X Т Т АТ А Т/*Т ХЛА
при пш рецашш пихчипачлуххнл. у лен Ди или—тли и. х> ириДи и|л ашпеелцд
ТАО А'Т'ТТ/АТАТХ'ТЧОТТОТХ ( ГТГУАТТААА ТОТАД X/АТА О/ТрТТ/АТА ОТТ Т X ГТ ГТ-'ТТ ГГ I ПТ XV А ТТ АТЛАТАО ПТТТАТ Г Ат Т ТХ ПА
рае ширп 1 елен р1рицеее хирзухируаихоируигту! у и 1л у оохлиД л геи зрсм ххрихухЪхл, оV-
ществ увеличивается. В этих условиях происходит не только извлечение МО-
ттат/а т гг гт та т т /а тх гКоотт тт/а тх ггтлАТ’Ат/о опп ггААт'ТАт ттутттхгг ттотх4а/а ГТАА ТТААТТТТТ ТТТ ТЛ
лхихчЗ' ллрпчдп ерсхоох, пи хх х1рихихесхих Диихрухехд*'х./1 псшиОЛСе лаиплвпщд
Д Х/А/Т'-ПТХТЛ/АТТ Г ТлД 5 АППОЛТХ ГХ!Ч/Г/ ТТТ А О АТ/* ТТ 1А ПАЛГА А/КтХПТТТ XV ТХ А ТТ/М<*ТТА аЛгТХПТТТ ТЛХ /А /А «А ТА О
миехШЧЦЦЩЛ еплэед ихуи , ХХрУиУХЧ/ди пееч и, Л_р прпшд П илиУ1Х11илерП|ЗГЮ1/е и иируа-
О/АТТ О ТТТХОД Г ТАО ТТТХТ/’ОТТТ ттт XV гКтАОТПД ХОТТ'-Г/АТТ Г 'ТАГТаТТТ ТЛХАТТТТОТА/АТХТХ ТГТ’ТТП ТТ ЭТАЧТ ГГГУАТТААА О
ое/оапнету! рУ С1.Д XX XV скип XI ТЭТ Л ерр/САХ ГУХиГХ щц. игепепв ХеиХХХЭирУиХХХХ у 1 ЛУ1 £> лхиьух 11рч9дееее
АГТТАА ГТАПТТА'ГАП ПТААМ/ ТТО ПААГА О ПАААЛАЧ К Ато А|Т ТТТХОО ТТТХТХ ТАО ТТТХТЛО ГТ/АТТ П А'ГАТ ТАР О ПАТТ ТХТХ
ипреДеллечел, ххриухеДи оеез и, епиечищу! е г аихытоацхш руаДхиесихихэ. хл и 1 --у х V х огт