Модифицирование молодых твердых горючих ископаемых алкилированием: состояние и перспективы Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 665.7.032.56 С.И. Жеребцов

МОДИФИЦИРОВАНИЕ "МОЛОДЫХ" ТВЕРДЫХ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ АЛКИЛИРОВАНИЕМ:

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Проведено химическое модифицирование алкилированием ряда твердых горючих ископаемых (ТГИ). С выгсоким выгходом получен и описан набор экстрагируемых веществ. Делается выгвод о перспективности алкилирования как первой стадии процессов глубокой переработки ТГИ.

Ключевые слова: бурыш уголь, алкилирование, экстракция, монтан-воск, экстракционные смолыи

Г7 урый уголь, торф, окисленные каменные угли низкой

М.З стадии метаморфизма не представляют значительного интереса в качестве энергетических источников. С другой стороны, комплексный химико-технологический подход к освоению этих ископаемых обеспечивает получение широкого класса химических веществ, которые могут использоваться в различных отраслях промышленности. Стоимость товарной продукции (воска - сырца) только первичной переработки 1 т бурых углей в зависимости от сырья составляет около 100€.

Алкилирование органической массы (ОМ) углей является одним из наиболее эффективных способов увеличения их растворимости. Кроме того, в результате алкилирования органическая масса углей насыщается водородом и при пиролизе или ожижении дает продукты, с повышенным содержанием водорода, что важно в плане получения жидких топливных фракций. Наиболее реакционноспособные объекты для такого вида модификации - торфа, бурые угли, каменные угли низких стадий метаморфизма и их окисленные формы, а также сапропелиты и сапромикситы, структура которых представляет собой плотноупакованные полиметиленовые цепи алифатических соединений, что при подходящих методах деполимеризации и модификации может послужить основой для получения горного воска, алифатических карбоновых кислот, жидкого топлива и других ценных продуктов.

Применение процессов алкилирования и, в особенности О-алкилирования, молодых твердых горючих ископаемых

Сравнительные характеристики восков, полученных по традиционному и модифицированному способам

Выход воска, % Температура Нерастворимые Содер- Кислотное Число

на органиче- каплепадения, в бензине, % жание число, мг омыле-

скую массу 0С смол, КОН/г ния, мг

% КОН/г

Предлагаемый способ

s 78 нет нет 1-2 53,0

27 84 0,3 5,8 97 140

Традиционный способ [4]

4,0 82 0,3 18,7 26,5 81,0

Карнаубский воск [4]

86-88 нет | нет 2 1 75-80

Этерифицированный воск марки E фирмы BASF, ФРГ [1]

82-84 нет нет 17-25 1 158-178

(ТГИ), содержащих большое количество кислородсодержащих функциональных групп приводит к значительной деполимеризации их структуры в мягких условиях [1-3]. Отказ от применения высоких температур в процессах переработки такого рода помогает в наибольшей степени сохранить богатый набор ценных соединений, присутствующих в продуктах экстракции модифицированных ТГИ (длинноцепочечная алифатика нормального строения, стероидные и тритерпеновые структуры, флавоноиды и др.) [4].

Одним из основных технологических приемов для получения этой гаммы практически важных веществ является низкотемпературная экстракция - извлечение растворимых веществ органическими или неорганическими растворителями из модифицированного сырья, что позволяет избирательно получать интересуемое вещество практически в неизмененном виде.

Нами достигнуто кардинальное увеличение выхода воска -втрое превышающее его выход из природного сырья. Экстракции подвергались алкилированные землистые и плотные бурые угли марок Б1 и Б2. Кроме того, в экспериментах с торфом Крапивин-ского месторождения Кемеровской области зафиксировано четырехкратное увеличение выхода восковой фракции. По своим физико-химическим характеристикам полученный из алкилированного бурого угля воск представляет собой

воск смола гуматы

О Природный уголь, торф □ Алкилированный уголь, торф

Выход ценных продуктов из алкилированных угля и торфа, % на органическую массу

высококачественный продукт, сравнимый с различными марками этерефицированного или растительного (Карнаубского) воска (табл.). Следует отметить, что в промышленности этерифициро-ванные воски получаются в результате многостадийной переработки сырого горного воска.

В результате алкилирования углей и торфа повышается выход и других ценных продуктов - экстракционных смол (в 2-3 раза) и гуминовых веществ (на 20%), как показано на рисунке.

Определен состав продуктов экстракционной переработки ряда бурых углей. Технологические перспективы имеют восковые фракции алкилированных угля и торфа, а также кислотные фракции смол бурого угля и торфа в качестве сырья для получения сложных эфиров и восков, промышленных ПАВ, флотореагентов, биологически активных субстанций.

-------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Жеребцов СИ.//ХТТ. 1997. № 4. С. 32.

2. Жеребцов С.И., Лозбин В.И., ПолубенцеваМ.Ф. // ХТТ. 2003. № 2. С. 8.

3. Жеребцов С.И. // ХТТ. 2007. №3. С. 60.

4. Белькевич П.И., Голованов Н.Г. Воск и его технические аналоги. Мн.:

Наука и техника. 1980. 176 с. іііШ

S.I. Zherebtsov

MODIFYING OF ”YOUNG” SOLID COMBUSTIBLE MINERALS BY ALKYLATION: A CONDITION AND PROSPECTS

Chemical modifying by alkylation of some solid combustible minerals (SCM) is spent. With high yield the set of extractives is received and described. The conclusion about perspectivity of alkylation as first stage of processes of deep processing SCM becomes.

Key words: brown coal, alkylation, extraction, montanin wax, extraction resins.

___ Коротко об авторе ______________________________________________

Жеребцов Сергей Игоревич - кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник,

Учреждение Российской академии наук Институт угля и углехимии СО РАН, E-mail: [email protected]