【摘要】：成煤過程中,煤化作用和構(gòu)造應(yīng)力的破壞作用,不僅使得煤的變質(zhì)程度、宏觀形貌、煤結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,也改變了煤的化學(xué)組成。本文為了分析煤化作用和構(gòu)造破壞作用下煤的化學(xué)組成的差異性,借助于溶劑萃取的方法對不同變質(zhì)和破壞程度的煤樣進(jìn)行了索氏分次萃取,分析了萃取過程中小分子化合物溶出的動力學(xué)特征,以及化學(xué)組成差異性變化規(guī)律,為煤的高效潔凈轉(zhuǎn)化和煤層氣開發(fā)提供了理論依據(jù)。本文以不同變質(zhì)程度的褐煤、長焰煤、1/3焦煤、貧煤、無煙煤和不同破壞程度的原生結(jié)構(gòu)煤、碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤為研究對象,采用THF和CS_2溶劑對各煤樣進(jìn)行分次索氏萃取,借助柱層析法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)等測試分析手段,探討不同時間段內(nèi)各類煤萃取物中小分子化合物的溶出行為、族組成和化學(xué)組成的差異及其實(shí)質(zhì),研究結(jié)果表明:(1)不同煤級煤的總萃取率以長焰煤最高(9.97%),無煙煤最低(4.19%),而褐煤、1/3焦煤和貧煤居中;不同煤體結(jié)構(gòu)煤的總萃取率由高到低分別為糜棱煤、碎粒煤、碎裂煤和原生結(jié)構(gòu)煤;(2)各類煤的萃取過程可劃分為2個階段,其中第I階段萃取速率遠(yuǎn)大于第II階段,并且k_I、k_(II)值在不同溶劑和煤樣中呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律;(3)族組成測試結(jié)果顯示,不同煤級煤和不同煤體結(jié)構(gòu)煤的萃取物在THF溶劑作用下,第II階段與第I階段相比,烴類含量降低,非烴類含量增加,而在CS_2溶劑作用下則表現(xiàn)為烴類含量增加,非烴類含量降低;隨著變質(zhì)程度和煤樣破壞程度的變化,烴類和非烴類的含量具有不同變化規(guī)律;(4)GC-MS可檢測小分子化合物中脂肪烴多為長鏈烷烴和烯烴,芳香烴為2~5環(huán)芳烴及其甲基取代物,雜原子主要為含氧、氮元素的化合物;各煤樣的萃取物中,雜原子化合物含量高且種類多,相比而言脂肪烴中長鏈烷烴在中低級煤萃取物中含量較大,而芳烴僅出現(xiàn)于煙煤,在中級煙煤萃取物中含量較高,其種類含量隨著煤體破壞程度的增大而增加。
【圖文】：

索氏萃取儀

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀Fig.2-1SoxhletextractorFig.2-2Gaschromatograph-massspectrometer
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ531;P618.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2689947