ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Происхождение и генетическая классификация ископаемого твердого топлива из "Общая химическая технология Том 1" Ископаемое твердое топливо чрезвычайно разнообразно по составу и свойствам, что объясняется различием исходных (материнских) веществ, условий и длительности образования топлива. [c.147] Ископаемое твердое топливо образовалось, главным образом, из высокоорганизованных растений и водных микрорастений, преимущественно водорослей (алы). В состав высокоорганизованных растений, кроме целлюлозы, гемицеллюлоз и лигнина, входят смолы, воски, белковые и другие вещества. Воски представляют собой смесь высокомолекулярных кислот с эфирами этих кислот и с высокомолекулярными спиртами. Содержание восков, смол и жиров составляет2—3% у высших растений и до 10% у мхов. Альги состоят, главным образом, из жиров и восков. [c.147] В отсутствие кислорода (когда растительные материалы накапливаются на дне водоемов или покрываются твердыми наносами) элементарный состав растительных остатков изменяется в сторону увеличения содержания углерода и уменьшения содержания кислорода и водорода. [c.147] По современным взглядам все компоненты материнских материалов участвовали в образовании ископаемого твердого топлива, хотя в отношении углеводов не имеется ясных представлений о превращениях, которые они претерпели при процессах углеобразования. [c.147] Лигнин в определенных условиях дает высокомолекулярные вещества — гуминовые кислоты, переходящие при дальнейших превращениях в гумины. Эти соединения входят в состав отдельных классов ископаемых углей. Белковые вещества дают аминокислоты, которые могут частично реагировать с образующимися моносахаридами и давать азотистые гетероциклические соединения, обнаруживаемые в составе ископаемых углей. Смолы и воски — исключительно стойкие вещества. В условиях углеобразования они подвергаются лишь частично полимеризации и де-карбоксилированию. Жиры гидролизуются под влиянием ферментов, причем глицерин легко вымывается, а высшие жирные кислоты представляют собой устойчивые соединения. Они частично полимеризуются с образованием циклических структур, дают соли и ангидриды кислот. [c.148] В результате взаимодействия продуктов превращения исходных материалов образовались макромолекулы ископаемых углей, состоящие из ядер ароматического строения с боковыми группами, содержащими кроме углерода и водорода также кислород, азот и серу. Ядра макромолекул обладают высокой прочностью, а боковые группы относительно легко отщепляются. При действии на уголь ряда реагентов происходит отщепление и частичное разложение боковых групп. Растворители (бензол, смесь бензола со спиртом, пиридин и др.) извлекают из углей смесь веществ, образовавшихся в результате частичного отщепления боковых групп, носящую общее название битумов. [c.148] В зависимости от вида топлива и условий его обработки количество и состав битумов различны. В битумах найдены углеводороды, спирты, кислоты, эфиры и другие соединеиия. [c.148] При обработке битума петролейным эфиром он разделяется на две части маслянистый битум, переходящий в раствор, и нерастворимый твердый битум. Маслянистый битум представляет собой вязкую массу, плавящуюся при нагревании без разложения. Твердый битум — порошок темнокоричневого цвета при нагревании он разлагается. [c.148] Приводим в качестве иллюстрации данные о выходах и элементарном составе битумов, извлеченных из каменного угля с выходом летучих около 22,5%. Маслянистый битум содержал 88% С, 7% Н и 5% О, твердый — до 10% О. Выход маслянистого битума составлял около 4%, твердого битума — немного меньше. [c.148] Если твердый материал, остающийся после извлечения битумов из торфа или бурого угля, обработать слабым водным раствором щелочи, то в раствор извлекаются гуминовые кислоты. В гуминовых кислотах молодых торфов (лигнинных кислотах) содержатся метоксильные группы. При нагревании в инертной атмосфере гуминовые кислоты при 165—200° начинают разлагаться с выделением двуокиси углерода и воды. [c.148] Остаток после извлечения битумов и гуминовых кислот — остаточный уголь — начинает разлагаться при нагревании до 300°. [c.148] Из остаточного угля некоторых каменных углей обработкой концентрированной щелочью при повышенной температуре и давлении можно извлечь гумины. [c.148] Некоторые угли не содержат ни гуминовых кислот, ни гуминов. [c.148] Виды ископаемого топлива, в образовании которых участвовали преимущественно высокоорганизованные растения, относятся к классу гумусовых. Гумусовыми образованиями являются торфы, бурые и каменные угли и антрациты. Из микроводорослей образовались с а п р о-пелиты (сапропель в переводе с греческого означает гнилой ил). К ним относятся горючие сланцы и сапропелевые угли. [c.148] Самым молодым топливом являются торфы, более старым — бурые угли и, наконец, каменные угли и антрациты. [c.149] Торфы характеризуются наличием не успевших разложиться форменных элементов растений, содержанием гуминовых кислот и их солей бурые угли — отсутствием форменных элементов растений, частичным превращением гуминовых кислот в гумины каменные угли — отсутствием гуминовых кислот. [c.149] Лабораторными опытами доказано, что при высоких давлениях и повышенных температурах происходит превращение торфа в бурый уголь, последнего в каменный уголь и далее —в антрацит. [c.149] В каменных углях различают петрографические ингредиенты, образующие, например, чередующиеся слои блестящего и матового угля или агрегатные включения. Основными петрографическими ингредиентами являются фюзеа, дюрен, кларен и витрен . [c.149] Фюзен (волокнистый уголь) состоит, главным образом, из древесных частей растений. [c.149] Дюрен (матовый уголь) представляет собой скопление форменных эле(ментов (спор, кутикулы, смоляных тел), сцементированных бесструктурной массой. [c.149] Вернуться к основной статье