第33卷，第4期 2013年4月
谱分析
谱学与光光
Spectroscopy and Spectral Analysis
低煤级煤生烃与结构演化的耦合机理研究
伍1,2，朱炎铭12，，陈尚斌1，司庆红1 李
1.中国矿业大学资象与地球科学学院，江苏徐州221116 2.煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室，江苏徐州
221008
Vol.33,No.4,pp1052-1056
April,2013
摘要应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热解气相色谱(GC)对低煤级煤生烃过程中有机质结构演化进行表征，剖析了人工热演化过程中气态烃产率，解析了煤结构官能团的变化规律，揭示了低煤级煤生烃与结构演化的耦合机理。结果表明：煤热模拟产物主要为气态经Cis，甲烷生成瞬时产率包含四个峰值，低煤级煤化学结构中含氧官能团和烷基侧链随煤化程度的增高以不同的速度发生脱落，随煤级的增加，其芳构化程度增大。分别对煤结构中的脂肪烃甲基、C-O基、芳香烃芳核C=C和烷烃结构上甲基、亚甲基进行表征。存在420C温度转折点，之前吸收峰强度逐渐减小，之后又略有增大，揭示了低煤级煤三个主要结构演化阶段煤化作用机理，提出了低煤级煤生烃结构演化模式图。
关键词生烃；结构演化；耦合机理；低煤级
中图分类号：P618.1
引言
文献标识码：A
DOI; 10. 3964/j. issn. 10000593(2013)04-1052-05
系有着重要意义，对低煤级煤化工和洁净煤技术的发展具有一定的指导意义，
我国低煤级煤分布广、储量大，其煤分子工程也一直备受研究者关注")。曾凡桂等["]对煤结构化学的理论体系和方法论进行了系统总结，FTIR用于煤结构中官能团的性质确定和定量分析得到学者认可，系统地对煤化过程中进行红外谱图分析，结合分峰拟合、二次求导等手段，求取了煤的结构参数(3)，高温热模拟实验可模拟地质条件下煤的生烃过程，从而反映其成烃特征及产物组成，评价煤成烃潜力，这在Tao等{47)研究工作中均有体现。从前人研究成果看，煤生烃过程中伴随着煤结构的改变，煤中官能团的脱落或减少亦会导致生烃潜力的差异性，本研究将MSSV热解装置和 FTIR引人生烃与结构演化的耦合机理研究领域。采用红外光谱对热模拟不同阶段的固体残渣进行结构表征，探索低煤级煤二次生烃机理，对揭示生烃作用与煤结构演化的耦合关
Table1
镜质组 69.64
显微组分/% 壳质组 3. 76
情质组 25. 61
Mad 10. 88
1
实验部分
1.1
样品
井下采取内蒙古色拉矿山西组1号煤新鲜块样作为实验煤样，经研磨、粉碎至200目，40℃真空干燥24h，进行煤样的显微组分测试、镜质组反射率测定、元索分析和工业分析，测试过程严格按照国家标准，镜质组反射率为0.58%，测试结果见表1，
方法 1.2
热解实验采用改进的MSSV热解仪，按照10C·h"1升温速率进行程序热解，取样温度区间为350~490℃，取样间隔为10℃C。采用岛津2010puls气相色谱仪分析热解产物的 C-s含量，进样量为1mL，气体定量方法采用外标法，收集
Characterization of jet coal
工业分析/% PV
FePA
3. 82
32.55
Q/(MJ · kgi)
21.91
c 78.21
元素分析/% H
o
4. 15
16.69
N 0. 77
收稿日期：2012-09-17，修订日期：2012-11-26
基金项目：国家自然科学重点基金项目(41072117)，江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CXZZ12_0945)和中央高校基本科研业务费
专项资金(2012LWB77)资助
作者简介：李伍，1987年生，中国矿业大学资露与地球科学学院博士研究生
e-mail;liwucumt@126.com
*通讯联系人
万方数据
e-mail: yanmingzhu@sohu. com