山东金源气煤萃取后的族组成和化学组成研究

通过超声萃取的方法,采用苯、二硫化碳(CS2)和四氢呋喃(THF)三种溶剂对山东金源气煤的四种不同煤体结构煤(原生结构煤、碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤)进行了分级萃取,结合元素分析、工业分析以及柱层析法,对煤样的化学组成和族组成进行了测试.结果表明,随着变质程度的增加,溶剂萃取率有增大的趋势;溶剂萃取作用下,C元素和H元素含量增加,S元素和O元素含量减小,这种变化趋势主要是煤中主要元素相对含量变化的体现;随着煤体破坏程度增加,气煤萃取物中的总烃含量增大,非烃类含量减小,与无烟煤呈现相反的变化趋势;尽管煤体结构不同,但各煤样的不同溶剂萃取物的族组分相对含量均呈现一致性的对比关系.     

山西寺河不同煤体结构煤萃取后的族组成特征

以山西沁水盆地寺河矿无烟煤为研究对象,采用溶剂萃取法,对四类不同煤体结构的煤样分别用苯、四氢呋喃(THF)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶剂进行萃取,结合柱层析法,对煤样萃取物进行了族组成分析.研究发现,随煤体结构破坏程度的增加,煤样的溶剂萃取率增大.其中NMP溶剂的萃取率最大,THF次之,苯溶剂萃取率最小;随着煤体结构破坏程度的增高,萃取物中的族组成呈现总烃的含量相对下降、非烃类化合物含量总体增加的变化规律.其中,饱和烃类含量减少,芳香烃含量和非烃含量相对增加,而沥青质组分的相对含量减少.     

全煤阶煤的正己烷分次萃取及萃取物分析

为探索煤中小分子化合物在整个煤阶中的赋存方式及溶出规律,采用正己烷溶剂对年轻褐煤至无烟煤八种煤样进行分次萃取,分析了一定时间段内各煤样萃取率的变化规律,并对各次萃取物进行GC分析.结果表明,煤中小分子化合物的三种赋存形态即游离态、微孔嵌入态及网络嵌入态,在整个煤阶中具有普遍规律性;不同煤阶煤的累积萃取率与累计萃取时间均服从对数函数关系;分次萃取率及总萃取率与碳含量均呈现椅子形曲线关系;正己烷可溶小分子化合物中的Ⅱ型分子最容易析出,Ⅰ型分子次之,Ⅲ型分子最难溶出,且Ⅰ型分子仅在烟煤中才有显现;煤的变质过程基本符合煤的三大变质反应过程即芳构化反应过程、裂解碎化加氢稳定反应过程和缩合反应过程的观点.     

煤分级萃取后的吸附水行为

采用不同溶剂对褐煤、焦煤、低级无烟煤及中级无烟煤等煤样分级超声萃取的方法,结合孔隙结构测试,研究了煤和萃余物吸附水分过程水分含量的变化规律,探讨了煤吸附水分的内在机理.研究发现:1)单位时间内煤中含水率增量与吸附时间呈负向幂函数关系;2)褐煤及其萃余物对水的吸附能力远大于其他三类煤样,达到饱和含水量所需的时间更长.从焦煤到无烟煤,随煤级增加,对水的吸附能力增大和达到饱和含水量所需的时间加长;3)原煤吸附水分的能力大于萃余物.由于CS2溶剂的强渗入作用,更多超微孔中的分子化合物被溶出,使得孔道疏通,孔隙变大,得到的萃余物能够容纳更多的水分.THF溶剂的萃取使得亲水性基团溶出,降低了残余煤样吸附水的能力.     

微波辅助萃取煤的实验研究

在微波辅助下,以神府煤为主要研究对象,四氢呋喃、丙酮、甲醇为溶剂,考察了萃取温度、时间、溶剂量及煤粒度对萃取率的影响,结果显示:使上述3种沸点接近的不同溶剂萃取率达到最佳值,所需要的萃取温度、溶剂量及煤粒度相差大;同时探讨了以四氢呋喃、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,对不同变质程度煤的微波辅助萃取效果,结果是变质程度相似的煤在相同萃取条件下萃取率不同。运用红外光谱现代分析技术,对神府脱灰煤和四氢呋喃抽提残煤的结构进行对比分析,结果表明萃取并没有破坏煤的大分子结构。     

不同煤阶煤的CS2-NMP萃取率及与煤性质的关联

对6种不同变质程度煤(包括气煤、弱黏煤、肥煤、焦煤和瘦煤)常温常压下用CS2-NMP混合溶剂进行了萃取实验.结果表明,挥发分(Vdaf)为35%左右的煤具有最高的萃取率,达到43.05%,不同煤阶煤的萃取率与其奥压膨胀度及塑性温度区间近似呈线性关系.通过对原煤、萃取残渣和生成焦粒的红外对比分析表明,不同变质程度煤经过萃取后,残渣中脂肪烃和脂环烃含量有所减少,矿物质大都在残渣中,氢键缔合峰的强弱随不同煤种表现不同,肥煤和气煤氢键缔合的极性键都位于煤中的大分子上,而焦煤和弱黏煤中的极性键大都在小分子化合物上.     

煤的溶剂热萃取研究进展

综述了近年来在煤的溶剂热萃取（不小于300℃）的研究进展。讨论了主要影响因素包括极性溶剂、酸处理、萃取时间等对热萃取率的影响。结论表明：酸处理、使用强极性溶剂有利于提高煤的热萃取产率;时间和温度是热萃取的两个重要参数,在不同程度上影响着煤的热萃取率;萃取物活性很高,并且基本无灰,是煤直接液化的极好的原料也可以作为内燃机燃料。     

煤的超临界萃取液化特征

在半连续装置上，选用几种褐煤、烟煤及乐平煤进行了超临界水萃取液化研究。对反应活性较高的可保煤和乐平煤考察了不同溶剂、不同催化剂、不同温度段及不同压力对萃取结果的影响。对特征煤－乐平煤的萃取物进行了ＧＣ／ＦＴＩＲ和ＦＴＩＲ分析。结果表明：以甲苯为溶剂，在４００￣４３０℃时萃取率较高，ＮａＯＨ催化剂可提高萃取物中油含量。乐平煤萃取物主要是苯类、烷烃类衍生物。     

溶剂分级萃取法研究平朔煤的化学组成特征

采用7种不同有机溶剂对平朔煤进行分级萃取，并利用GC／MS测定分析各级萃取物的化合物成分，对其化学组成及结构特征进行了对比研究．结果表明，利用不同溶剂分级萃取的方法可以较有效地对煤中有机化合物族组分起到粗分离的作用．CS2萃取物的主要成分是2环～4环烷基取代芳烃；正已烷萃取物几乎均为长链烷烃；在甲醇萃取物中检测出形式多样的含氧和含氮化合物；在丙酮萃取物中检测出长链烷基环已烷系列；芳烃在苯萃取物中多为2环，而在丙酮萃取物和THF萃取物中则是4环～7环缩合程度较高的芳烃；另外，在煤中首次发现邻二氟苯和氯胺酮．     

童亭煤族组分的溶剂萃取及萃取物分析

采用正己烷、甲醇、丙酮和氯仿4种溶剂对童亭煤经CS2/NMP混合溶剂萃取和反萃取所分离的3个族组分(沥青质组分、精煤和萃余煤组分)进行索氏分级分次萃取,以FTIR和GC为分析测试手段,研究各组分萃取物的结构特征和其中小分子的赋存规律。结果表明:各族组分在不同溶剂中溶解能力差异显著,沥青质组分在正己烷中有很高的萃取率,而精煤则在丙酮中有大量物质被溶出,萃余煤在氯仿中表现出较高的可溶性;各族组分可溶物在溶出行为和组成结构上既有相似性又存在一定的差别;各族组分可溶物中均有小分子化合物存在,且这些GC可检测的小分子主要集中于一定的保留时间区域内;不同族组分中的小分子的赋存形态具有相似性,且这种赋存形态是影响小分子溶出行为的决定性因素。     

橡胶反应共混改性沥青的机理

以混入沥青前后的共混物硫化胶模拟反应共混改性沥青,对橡胶／硫化剂／沥青、橡胶／硫化剂2种共混物硫化胶进行了以甲苯为溶剂的抽提,并对抽提物进行了元素分析和红外光谱分析。结果表明,橡胶／硫化剂／沥青共混物硫化胶的抽提物仍呈黑色,其质量保留率小于橡胶／硫化剂共混物硫化胶。SBR／硫化剂／沥青共混物硫化胶的抽提物H／C值小于SBR／硫化剂共混物硫化胶,并且小于纯沥青;且含有沥青组分所特有的N原子。l376cm^-1的甲基对称弯曲振动特征吸收峰可作为共混物硫化胶的抽提物是否存在沥青的依据。含沥青共混物硫化胶中,沥青特别是沥青质与树脂组分参与了橡胶的交联反应。     

低温煤焦油中特定芳烃组分的选择性分离

以研究低温煤焦油中特定芳烃组分的选择性分离为目标, 通过预处理分离酚类化合物和富集特定芳烃组分, 采用多元溶剂萃取方法选择性分离芳烃和非芳烃组分, 采用Hansen溶度参数理论进行多元溶剂的设计和萃取条件的优化。结果表明, 溶剂对原料焦油的选择性随Hansen溶度参数“距离”(R_a)增加而增大, 萃取能力则相反。研究得到的多元萃取剂是含水量为体积分数6%的N,N-二甲基甲酰胺溶液, 优化萃取条件是温度25℃、剂/油比6:1。萃余物经多次萃取进一步分离芳烃组分, 萃出物经甲酰胺多次萃取以分离出杂环化合物和极性组分。芳烃组分在最终分离产物中的质量分数为94%, 其总萃取收率为95%。另外非芳烃化合物、杂环化合物和其他极性组分也在本过程中得到了有效富集。     

SBS改性沥青紫外老化研究

将不同老化时间、老化方式的SBS改性沥青的饱和分、芳香分、胶质、沥青质和SBS改性剂分离出来,用傅立叶红外光谱分析各组分的结构变化以研究SBS改性沥青的紫外老化机理.结果表明：紫外老化后,SBS改性沥青的饱和分和芳香分含量下降、胶质和沥青质含量上升、胶体不稳定指数上升;羧基和亚砜基含量增加,说明光氧化产生了极性官能团.     

神府煤甲醇萃取物的GC/MS及FTIR分析

用GC/MS和FTIR技术结合气相色谱外标定量分析方法,对神府煤甲醇萃取物进行了定性和定量分析,讨论了神府煤甲醇萃取物的化学组成及其结构特征.结果显示,神府煤甲醇萃取物的GC/MS可测组分主要由多环芳烃和含氧化合物组成,其中芳烃以2～3环的烷基取代稠环芳烃为主,含氧化合物中以酮类和酯类化合物居多;结果还检测到种类较多的含氮化合物和少量的含硫、磷、氯的化合物.GC/MS不可测组分的IR分析显示,其中主要官能团有各类羟基、羰基、芳环和亚甲基、甲基等,表明其中可能存在分子量较大的稠环芳香族或其酚、酸、酮、酯类及烷基衍生物的化合物.     

烟煤和褐煤分级萃取物的GC/MS分析

采用乙醇、丙酮、离子液体/N-甲基吡咯烷酮(ILs/NMP)和在微波辅助下ILs/NMP分别对宁夏双马烟煤(SM)、宁夏鸳鸯湖烟煤(YYH)、云南莲花塘褐煤(LHT)、内蒙古通辽褐煤(TL)进行分级萃取,依次得到了萃取物(E 1~E 4)和萃余煤(R 1~R 4)。利用气相色谱质谱联用(GC/MS)对E 1~E 4进行分析,傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对R 1~R 4进行分析。结果表明:经乙醇、丙酮分级萃取之后,不同种类的亲水型离子液体对同一种煤的萃取率不同,亲水型离子液体与疏水型离子液体对同一种煤的萃取效果也不同,疏水型离子液体的萃取率更高。[Bmim]NTf 2/NMP的可检测化合物中发现酰胺类化合物,[Bmim]Cl/NMP的可检测化合物没有发现酰胺类化合物。分级萃取的萃余煤(R 1~R 4)中脂肪族化合物,芳香族化合物及含氮化合物的含量逐级减少,相应地,它们在萃取液中含量增大。微波辅助下,离子液体的加入可使煤中强键断裂,使萃取液中含氮化合物的种类明显增加。     

Effect of Binary Surfactant Mixtures on the Stability of Asphalt Emulsions

The interfacial tension (IFT) of different asphalt components (aromatics, waxes, resins and asphaltenes) as 10% solutions in kerosene against different surfactant solution systems has been measured. The data revealed that both asphaltenes and waxes increased the IFT while aromatics and resins decreased it. The former two components are believed to destabilize asphalt emulsions, on the other hand, the latter two components facilitate asphalt emulsion formation and stability. A correlation between the rheological properties of the prepared asphalt emulsions by different binary and single surfactants mixtures and the stability of the emulsion was investigated. The flow curves of the different emulsion formulations clarified that the rheograms were found to attain plastic properties. The yield values, τ_B and plastic, and apparent viscosities, ξ_pl and ξ_app respectively, were determined from these plots. The results showed that the enhancement of the rheological properties of the asphalt emulsions using different binary surfactant systems were in the following order: dodecyl benzene sulfonic acid sodium salt (DDBS-Na)/decyl phenol ethoxylate e.o.= 15 (DPE-15)>1,1′ (lauryl amido)-propyl ammonium chloride (LAPAC)/DPE-15>DPE-15>DDBS-Na>LAPAC. On the other hand, the order of emulsion stability is as follows: LAPAC>DDBS-Na/DPE-15>DPE-15>DDBS-Na. The effect of the aqueous phase salinity up to 5% NaCl concentration on the stability of asphalt emulsions stabilized by different surfactant solutions systems is discussed. © 1997 SCI.     

贵州煤焦CS2萃取物的组成分析

用CS2萃取了不同热解温度和升温速率得到的贵州煤焦,并用FTIR和GC/MS分析了煤焦萃取物的组成。结果表明：随着热解温度的升高,快速热解煤焦（GZR）的萃取率逐渐降低,而慢速热解煤焦（GZS）的萃取率减少缓慢,基本保持不变;GZR和GZS萃取物中都含有一定量的芳香族和脂肪族化合物,但GZR950的萃取物中几乎不存在环烷烃和脂肪烃;GZR的CS2萃取物中分别检测到6-12种3-6环的芳烃,GZS的CS2萃取液中没有GC/MS可检测的成分。     

反应时间对加氢沥青质结构变化的影响

在高压反应釜中对煤焦油进行催化加氢反应,利用XPS和元素分析对不同加氢反应时间下提取的煤焦油沥青质进行表征,系统分析加氢油品四组分变化、沥青质转化率、化学组成和杂原子赋存形态的变化。结果表明,随着反应时间的延长,加氢油品中饱和分和芳香分收率增大,胶质和沥青质收率减小。加氢后沥青质转化率逐渐增大,分子量先减小后增大,沥青质中氧原子主要以羰基氧和碳氧单键形式存在,氮原子主要以吡咯氮、吡啶氮和质子化吡啶形式存在。