Аналітичний огляд методів переробки

Копалини вугілля і методи їх переробки

Вугілля являють собою природні полімери, склад і структура яких змінюється в залежності від віку вугілля. Високомолекулярна структура вугілля складається з ароматичних, гідроароматичних, гетероциклічних та аліфатичних фрагментів, різних функціональних груп. Ці фрагменти пов’язані між собою різноманітними способами, в тому числі за допомогою аліфатичних зв’язків вуглець — вуглець, вуглець — кисень, вуглець — азот, вуглець — сірка. Для більш молодого бурого вугілля характерно більш високий вміст гетероатомів (насамперед кисню) в порівнянні з кам’яним вугіллям, у складі якого переважають конденсовані поліароматичні фрагменти. Макромолекули вугільної структури можуть з'єднуватися між собою за допомогою електронно-донорно-акцепторних взаємодій.

Одна з можливих структур вугілля наведена на рисунку 1.1. З функціональних груп у вугіллі зазвичай переважають кисневмісні групи, що входять до складу фенолів, карбонових кислот, спиртів, ефірів та карбонільних сполук. Поряд з органічною масою в викопному вугіллі присутній мінеральна частина, представлена такими елементами, як кремній, алюміній, кальцій, залізо та інші. В цілому склад копалин вугілля більш складний, ніж нафти, і може істотно відрізнятися, навіть у межах одного вугільного родовища.

Метою більшості процесів хімічної переробки вугілля (за винятком отримання вуглецевих матеріалів) є його перетворення в низькомолекулярні органічні продукти, по можливості досить однорідного складу. Перетворення вугілля в більш звичні органічні сполуки досягається при термічній обробці і впливі різних реагентів. У процесі нагрівання в першу чергу розриваються найбільш слабкі аліфатичні ланцюжки, якими пов’язані конденсовані ароматичні структури [1].