Вернуться в библиотеку

Источник: Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів/ Збірка доповідей VIII Міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів. Т. 2 - Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2009. с.176-177

Уголь издавна используют как ископаемое топливо и как сырье для дальнейшей химической переработки. Высокое содержание серы в угле является одним из самых важных критериев для выбора направлений его использования. К самым мягким методам исследования структуры твердых горючих ископаемых относится экстракция.

Экстракция является прогрессивным методом исследования молекулярной структуры угля и позволяет установить различия в составе продуктов, полученных в результате их переработки.

Цель данной работы–оценить влияние типа по восстановленности на состав экстрактов спекающихся углей.

Актуальность работы заключается в том, что доменное производство остается пока основным способом получения металла, а сырьевая база для получения кокса очень ограничена. Украина располагает большими запасами сернистых углей, более полное знание о структуре которых позволит эффективнее их использовать.

В настоящей работе выполнено сравнительное изучение двух пар изометаморфных углей марки Ж различных генетических типов (а и в) методом экстракции в различных органических растворителях и газо-хромато-масс-спектрометрии.

Экстракты углей в дихлорметане были получены в Dionex ASE 200 экстракторе при 75⁰С и давлении 50 бар. Затем предварительно высушенные экстракты экстрагировали смесью н-гексана и дихлорметана (80:1) с целью осаждения асфальтенов.

Для выделения полярных гетеросоединений, ароматических и насыщеных углеводородов, растворимые в н-гексане продукты разделяли методом жидкостной хроматографии на силикагеле. В свою очередь фракции ароматических и насыщенных углеводородов анализировали методом газо-хромато-масс-спектометрии на спектрометре Finnigan MAT GCO. Температура процесса изменялась от 70 до 300⁰ при скорости нагрева- 4 ⁰ в минуту с изотермической выдержкой в течение 15 минут.

Полученные данные по составу алифатических и ароматических фракций исследуемых экстрактов отражены в таблице 1. Как видно из таблицы, выход дихлорметанового экстракта из углей типа в выше, чем из углей типа а.

Количество асфальтенов, являющихся очень реакционноспособной частью экстрактов, выше для углей слабовосстановленного типа. Относительное содержание ароматических углеводородов выше для образцов типа в, что соответствует их способности формировать более спекшиеся полукоксы и коксы. Анализируя данные ГХ-МС (табл. 2), можно заключить, что экстракты из углей восстановленного типа отличаются более высоким содержанием стеранов,

гопанов (биомаркеров, т. е. соединений, соотнесенных с определенными структурными группами исходного биологического материала), дибензотиофена, дибензофурана в сравнении с экстрактами из слабовосстановленных углей. Эти данные показывают количественную разницу между выходом продуктов из разных углей, которая особенно видна для кислород- и серосодержащих компонентов и ароматических углеводородов (табл.1).

Установлено наличие корреляционной связи между содержанием органической серы и относительным содержанием биомаркеров-хопанов и стеранов (Рис.1), что свидетельствует об исключительно важной роли серы в структуре и реакционной способности углей.