基于热模拟实验的煤化作用跃变分子结构演化规律研究
李鹏鹏
王安民
冯一乙
王盛剑
何文婷
曾培林
冯思锦
鲍政宇
宾祥慎
初奕然
摘要：为从分子层面揭示煤化作用跃变特点,以新疆伊犁低阶煤样为实验样品,在250～600℃温度区间开展热模拟实验,运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)与X射线衍射(XRD)技术,系统分析热模拟实验前后的煤分子结构演化特征.结果表明:热模拟实验共模拟出煤化作用的前3 次跃变.第一次跃变发生于Ro≈0.6%附近,其特征为脂肪族侧链长度(CH2/CH3)降低,多类含氧官能团(芳香醚C—O—C、酚醚C—O、酯C—O—C、脂肪醚C—O—C和醇类C—O)含量占比升高,而羟基(—OH)与羰基(C＝O)含量显著下降.与此同时,芳香片层间距(d002)、延展度(La)、堆砌高度(Lc)与堆砌层数(Nave)均出现不同程度的降低,反映出大量脂肪族侧链和不稳定含氧基团发生热解脱落,推动煤进入第一次煤化跃变阶段,与生烃起始点一致.第二次跃变出现在Ro≈1.4%左右,此阶段含氧官能团含量有所增加,而—OH、C＝O以及脂肪族CH2 和CH3 则持续减少.对应的d002明显减小,而La与Lc稳步上升,表明芳构化反应开始占据主导地位,脂肪结构向芳香结构的转化加速.第三次跃变位于Ro≈2.3%附近,其特征为多类含氧官能团含量下降,而—OH、羰基C＝O及脂肪族CH2、CH3 含量占比相对上升;同时d002、La、Lc与Nave均出现下降.该阶段反映煤化作用进入以缩聚反应为主的高级演化阶段.
关键词：煤化作用跃变分子结构跃变节点热模拟含氧官能团
分类号：TQ530.1(煤化学及煤的加工利用)TQ530.2(煤化学及煤的加工利用)
论文发表日期：2026-01-31
页数：8( 12-19 )
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