第四章煤的结构主要内容一煤的化学结构分子内部原子排列关系1.pptxVIP

第四章煤的结构

主要内容：

一、煤的化学结构-分子内部原子排列关系

（1）煤分子结构是如何构成的？

（2）煤结构模型？

（3）煤分子结构理论

二、煤的物理结构-分子之间分子排列关系;煤结构概述

煤有机质的分子结构十分复杂，一般认为它具有高分子聚合物的特征，但又不同于一般的聚合物，它没有统一的聚合单体，但具有结构相似的结构单元，类似于聚合单体。;第二节煤的大分子结构

1.煤的大分子结构

煤的大分子是由多个结构相似的“基本结构单元”通过桥键连接而成。

这种基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，它可分为：

规则部分和不规则部分。;1.1煤大分子的规则部分：

由几个或十几个、几十个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、氧、硫等元素）缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核。;不同煤化程度煤的结构单元变化规律;煤分子基本结构单元的核随煤化程度的变化规律

从褐煤开始，随煤化程度的提高，煤大分子基本结构单元的核缓慢增大，核中的缩合环数逐渐增多，当碳含量超过90%以后，基本结构单元核的芳香环数急剧增大，逐渐向石墨结构转变。

研究表明，碳含量为70%~83%时，平均环数为2左右；碳含量为83%~90%时，平均环数为3~5；碳含量为大于90%时，环数急剧增加，达到10个左右，碳含量大于95%时，平均环数大于40。;1.2.基本结构单元的不规则部分

基本结构单元的缩合环上连接有数量不等的：

烷基侧链

官能团

桥键

;1.2.1烷基侧链

连接在缩合环上的烷基侧链是指甲基、乙基、丙基等基团。烷基侧链的平均长度随煤化程度提高而迅速缩短。;1.2.2官能团

煤分子上的官能团主要是

（1）含氧官能团，如：

甲氧基（-OCH3）羧基（-COOH）羟基（-OH）羰基（C=O）

煤中含氧官能团随煤化程度提高而减少。其中甲氧基消失得最快，在年老褐煤中就几乎不存在了；其次是羧基，到中等煤化程度的烟煤时，羧基已基本消失；羟基和羰基在整个烟煤阶段都存在，甚至在无烟煤阶段还有发现。;（2）含硫官能团，如：

硫醇（-SH）；硫醚（R-S-R‘）；二硫化物（-S-S-）

（3）含氮官能团），如：

吡啶、喹啉的衍生物；胺基（-NH2);1.2.3桥键

煤的大分子是由若干基本结构单元连接而成，结构

单元之间的连接是通过桥键连接：

次甲基键一CH2一、-CH2-CH2一；

醚键—0-；

硫醚键一S一、一S一S一；

次甲基醚键-CH2-O一、-CH2-S-；

芳香碳一碳键Car一Car。;2.煤中的低分子化合物

煤中低分子化合物主要是指游离或镶嵌在煤大分子主体结构中的一些相对分子质量小于500的有机化合物。

已确定的有：烃类、含氧化合物、含硫化合物。;（1）烃类

主要是一些正构烷烃，此外还有少量环烷烃、长链

烯烃以及芳烃。

（2）含氧化合物有：

长链脂肪酸、醇、酮和甾醇类化合物等。

（3）含硫化合物主要是

噻吩、苯并噻吩；二苯并噻吩；以及它们的C14烷基取代衍生物。

低分子化合物含量随煤化程度增高而降低，通常认为，褐煤和年轻烟煤中含量约为10%-20%。