上湾煤及其惰质组富集物的结构表征与模型构建

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1、万方数据第4l卷第6期2013年6月燃料化学学报JournalofFuelChemistryandTechnologyV01．41NO．6Jun．2013文章编号：0253—2409(2013)06-0641-08上湾煤及其惰质组富集物的结构表征与模型构建蔺华林，李克健，章序文(中国神华煤制油化工有限公司上海研究院，上海201108)摘要：对神东上湾煤(SDR)及其岩相分离所得惰质组富集物(SDI)分别进行核磁(”C．NMR)、红外光谱(Fr—IR)和x射线光电子能谱(XPS)表征，得到煤结构单元信息，与元素分析数据相结合构建了SDR和SD

2、I的结构模型，用ACD／CNMRpredictor软件计算结构模型的13c化学位移。结果表明，SDR芳香结构主要是缩合程度为2的萘，SDI主要是菲和萘，SDI较SDR结构芳香度较高，两个结构中氧主要以羰基氧和羟基氧的形式存在，氮主要以吡咯和吡啶形式存在，两个结构模型计算得到核磁谱图与实验谱图吻合较好，结构式分别为CⅢH。36N：O“和C。铂H。她N：O：：。关键词：煤；惰质组富集物；”C—NMR；芳香度；模型构建中图分类号：T530文献标识码：AStructurecharacterizationandmodelconstructionofS

3、hangwancoalandit’SinertiniteconcentratedLINHua—lin，LIKe-jian，ZHANGxu-wen(ChinaShenhuaCoaltoLiquidandChemicalShanghaiResearchInstitute，Shanghai201108，China)Abstract：ShendongShangwancoal(SDR)anditsinertiniteconcentrated(SDI)frompetrographicalseparationwerecharacterizedbyHC．C

4、P／MASNMR．FT—IRandXPSandtheirstructureunitinformationwasobtained．Basedonstructureparametersandelementalanalysis．macromolecularstructuremodelsofSDRandSDlwereconstructedand13CchemicalshiftofthetwomodelswascalculatedbvACD／CNMRpredictor．Theresultsindicatethatnaphthalenewithcond

5、ensationdegreesof2iSthemainformofaromaticcarboninSDR，naphthalerieandphenanthrenearethoseinSDI．ThearomaticityofSDIiSgreaterthanthatofSDR．ForSDRandSDI，oxygenatomsarepresentascarbonylgroupsandnitrogenatomsexistintheformsofpyridineandpyrrole．Thecalculatedchemicalshiftspectrogr

6、amofmodeliSwellconsistentwiththatoftheexperimentalresults．111estructuralformulascalculatedforSDRandSDIareC181H136N2024andC186H148N2022，respectively．Keywords：coal：inertiniteconcentrated；“C．舯；aromaticity；modelconstruction煤的组成结构是研究煤化学性质的重要基础，而煤的高效利用和洁净技术开发与煤的微观组成和结构密不可分。煤是由多种

7、显微组分组成的混合物，不同显微组分在性质上存在较大差异，从而影响煤的整体性质。神东上湾煤是神华内蒙大厂目前采用的直接液化的主要煤种，其显著特点之一就是惰质组含量偏高。一般认为，惰质组在煤液化反应过程中难液化⋯。而“等【21对内蒙马家塔煤及其分离出的纯惰质组高压釜实验表明，“纯惰质组”的转化率也达到62％，说明惰质组也有反应活性；基于现代分析方法而提出的煤分子结构模型能够在一定程度上反映煤结构的性质，可为煤的物理结构特征和化学反应性提供丰富信息，因此，有必要对神东上湾煤及其惰质组富集物从分子组成结构进行研究。目前，世界各国许多研究学者对煤的大

8、分子结构特征进行了研究凹“]，但针对惰质组结构模型的构建收稿日期：2012一11-08；修回日期：2013-01—16。联系作者：蔺华林，Tel：13482272609，E—ma