Введение к работе
Актуальность исследования. Глубокое проникновение продуктов органической химии во все отрасли народного хозяйства ставит задачу расширения базы природные ресурсов, используемых в качестве органического сырья. Одним из путей решения данной задачи может стать термоожижение бурых углей, запасы которых во много раз превосходят запасы нефти и, особенно при открытом способе добычи, име-от более низкую стоимость. Весьма перспективно вовлечение в комплексную химико-технологическую переработку бурых углей одного из крупнейших в мире Канеко-Ачинского бассейна.
Для разработки научно обоснованной технологии ожижения угля необходимы глубокие знания его химического состава. До настоящего времени отсутствуют подробные сведения о строении отдельных фрагментов органического вещества углей (ОВУ), их степени ароматичности, конденсации, замешанности алкильными и функциональными группами, формах и характере распределения гетероатомов, взаимосвязи химического состава (Ж/ с реакционной способностью, а также с исходным растительным материалом.
Одним из важнейших гетероатомов ОВУ является кислород,присутствием которого определяются многие свойства и реакционная способность углей. Однако, до сих пор мало сведений о структуре и характере преобразования кислородсодержащих фрагментов ОВУ в ходе окси- и термодеструкции. Если природа кислородсодержащих соединений кислого характера ( фенолы, карбоновые кислоты) изучена более или менее полно, то сведения о нейтральных кислородных соединениях (НК.С), доля которых в ОВУ значительна, практически отсутствуют. Таким образом, проведение работ по детальному изучению состава и превращений НКС весьма актуально.
Исследования являлись составной частью HitP, выполнявшихся в ІГЇЇИ им. Л.Н.Толстого с 1972 г. в соответствии с заданиями АН СССР и корреспондировались с постановлением ГКНТ СССР от 27.02. 1989 г. №101 о Государственной научно-технической программе "Экологически чистая энергетика", проект "Синтетическое жидкое топливо", а также с приказом ГК РСЖР по делам науки и высшей школы от 12.08.1991 г. №716 о Республиканской научно-технической программе "Наукоёмкие химические технологии".
Шл^работы. Главные цели работа состояли в детальном,вплоть до индивидуальных компонентов, -.лучении [-КС смоли полукоксотчил бурого угле Г>?г'е:)о?(!(Тто месторождения К'їнско-Лчинского (::>-."^'':\:\
их подробном анализе, выведении гипотетических структурных формул, развитии представлений о характере распределения кислорода в отдельных фрагментах ОВУ, выявлении генетической связи компонентов НКС с исходным биологическим материалом, изучении направления реакций нейтрального кислорода в процессах окси- и термодеструкции.
Научная новизна. Разработана схема разделения буроугольньк НКС и их последующего анализа с использованием современных физико-химических методов исследования. Детально рассмотрены компоненты НКС, приведены их гипотетические структурные формулы, установлена генетическая связь структур НКС с исходным биологическим материалом. Изучен процесс постадийного выделения НКС в ходе полукоксования угля, в результате дана гипотеза, деталйзирущая особенности НКС, входящих в состав молекулярной и макромолеку -ляриой частей ОВУ. Структура НКС подтверждена методами оэоноли-за и гомогенного пиролиза. Приведен химизм соответствующих реакций,
Основные положения, выносящиеся на защиту:
комплекс новых сведений о химической структуре нейтральных кислородсодержащих фрагментов ОВУ, их взаимосвязи с биологическим материалом;
новые методы получения узких субфракций й практически индивидуальных компонентов НКС;
результаты экспериментальных исследований характера превращений различных форм нейтрального кислорода в процессах окси- И термодеструкции, взаимосвязи продуктов с исходными НКС;
новые сведения о характере распределения НКС в молекулярной и макромолекулярной фазах ОВУ.
Практическая ценность.
-
Разработанная селективная схема разделения буроугольньк ЧКС с помощью жидкостной хроматографии на четырёхсекционной колонке и последующей ТСХ может применяться Для разделения сложных смесей органических веществ угольного,торфяного, почвенного и растительного происхождения.
-
Впервые полученные сведения о постадийном выделении НКС в ходе полукоксования расширяют представления о строении угля и даот возможность целенаправленного отбора фракций, обогаинных определенными классами соединений.
-
Данные о составе и поведении ИКС в условиях окислительной и термической деструкции могут использоваться для разработки новых процессов переработки углей в ценное химическое сырьё.
-
Полученные в работе результаты могут быть применены при чтении курсов органической, био- и геохимии, в соответствующих лабораторных практикумах.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 2 Ьсесоюзном семинаре "Структура твёрдых горючих ископаемых" (г. Донецк, 1989 г.), I Всесоюзном симпозиуме "Проблемы катализа в углехимии" (г.Донецк, 1990 г.), научно-технической конференции молодых учёных (г.Свердловск, 198Э г).
Публикации.По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе, I авторское свидетельство. Материалы диссертации вошли в учебник для вузов "Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых"(М.:1991г.)
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав и выводов, изложенных на 185 страницах, включая 20 рисунков и 22 таблицы, а также перечня использованной литературы из 413 наименований на 45 страницах.
