煤化学-第5章煤的化学性质.ppt

* * * * * * * * * * * 指煤在一定条件下与各种化学试剂发生化学反应的性质。 意义： 1.煤的化学性质的研究是 研究煤的化学结构的主要方法； 2.煤的化学性质是研究煤的化学转化技术和直接加工利用的基础。 第五章 煤的化学性质 煤中的官能团分析 煤的加氢 煤的氧化 煤的磺化 煤的卤化 煤的水解 第五章 煤的化学性质 一、煤中的官能团分析 含氧官能团的分析 ?方法原理： 官能团+试剂 特征反应 量关系 官能团的质量 官能团的质量/反应煤量 官能团的百分含量(%) 已可准确测定：羟基（-OH）、羧基（-COOH）、羰基（-C=O）、甲氧基（-OCH3）、非活性氧（-O-） 第五章 煤的化学性质 一、煤中的官能团分析 含氧官能团的分析 羧基的测定： RCOOH+Ca(CH3COO)2 Ca(RCOO)2↓+CH3COOH CH3COOH+NaOH= CH3COONa+H2O 1—2d 第五章 煤的化学性质 一、煤中的官能团分析 含氧官能团的分析 羟基的测定：酚羟基和醇羟基 酚羟基的测定： 第五章 煤的化学性质 一、煤中的官能团分析 含氧官能团的分析 羰基的测定： 第五章 煤的化学性质 一、煤中的官能团分析 含氧官能团的分析 甲氧基的测定： 第五章 煤的化学性质 一、煤中的官能团分析 含氧官能团的分析 非活性氧的测定： 第六章 煤的化学性质 一、煤中的官能团分析 含氧官能团随煤化度的变化 第五章 煤的化学性质 二、煤的加氢 在一定的条件下，通过化学反应在煤的有机分子上增加氢元素的比例，以改变煤的分子结构和性质的过程。 煤的加氢分为：轻度加氢和深度加氢 第五章 煤的化学性质 二、煤的加氢 项目 轻度加氢 深度加氢 反应条件 温度和压力较低 较高温度和较高压力 分子结构 煤的分子结构变 化不大 煤的分子结构彻底破坏，形成小分子化合物 产物 无液体产物生成 有液体产物生成 第五章 煤的化学性质 二、煤的加氢 煤加氢的主要化学反应： 1.煤的热解反应 煤在隔绝空气的条件下加热到一定温度，煤的化学结构中键能最弱的部位开始断裂，形成自由基碎片的过程。 第六章 煤的化学性质 二、煤的加氢 煤加氢的主要化学反应： 2.煤的供氢反应 R? + H（供氢溶剂） RH 供氢溶剂不足时： n(R?) 半焦(R) 缩聚 第五章 煤的化学性质 二、煤的加氢 煤加氢的主要化学反应： 3.煤的脱杂原子反应 煤中的O、N、S等杂原子与供氢溶剂反应，生成H2O、NH3、H2S等低分子化合物，使杂原子从煤中脱出的过程。 第五章 煤的化学性质 二、煤的加氢 煤加氢的主要化学反应： 4.煤的加氢裂解反应 5.煤的缩聚反应 加氢中，若供氢量不足，温度太高，或反应时间太长，都会发生加氢的逆反应。生成相对分子量大的产物。 第五章 煤的化学性质 二、煤的加氢 煤加氢的主要化学反应： 5.煤的缩聚反应 防止缩聚反应的措施： 提高系统的氢分压； 提高供氢溶剂的浓度； 反应温度不要太高； 缩短反应的时间。 第五章 煤的化学性质 三、煤的氧化 煤的氧化是在一定条件下，氧化剂氧化煤分子，使结构从复杂到简单的转化过程。 高锰酸钾、重铬酸钠、双氧水、空气、纯氧、硝酸等。 第五章 煤的化学性质 三、煤的氧化 煤的氧化程度划分5个阶段 氧化程度 主要氧化条件 主要氧化产物 煤的表面氧化 从常温到100℃左右，空气或氧气氧化 表面碳氧络合物 煤的轻度氧化 100～300℃ 被空气或氧气氧化； 100 ～200℃在碱溶液中被空气或氧气氧化； 80 ～100℃被硝酸氧化 溶于碱的高分子有机酸 (再生腐植酸) 第五章 煤的化学性质 三、煤的氧化 煤的氧化程度划分 氧化程度 主要氧化条件 主要氧化产物 煤的中度氧化 200 ～300℃在碱溶液中，用空气或氧气加压氧化； 碱性介质中，用KMnO4或H2O2氧化 溶于水的复杂有机酸 (次生腐殖酸) 煤的深度氧化 条件与III相同,但增加氧化剂用量,延长反应时间 可溶于水的苯羧酸 煤的完全氧化 完全氧化 CO2和H2O