煤化学第二章课件
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煤化学第02章煤的生成精讲
2.85 3.3 4.0 4.4 5.2 6.0 9.0 25 38 46
古 生 代
陆上时代 孢子植物
元 古 代 太 古 代
震旦纪
原始细菌 （最低等原始生命产生） 20
地球初期发展阶段
依据地层中发现的古生物化石，将地壳的发展历史相对地 划分成若干级地质年代单位，即为：宙、代、纪、世、期
代
纪
世
距今年龄 （亿年）
主导作用：生物地球化学作用 低等植物 高等植物 生物地球化学作用 生物地球化学作用 腐泥 泥炭
成煤第一阶段：腐泥化阶段 或：泥炭化阶段
15
泥炭 煤化程度最低的煤 -- 煤最原始的状态 随著周围环境的转变，如压力的加大，可 以使泥炭变得更加坚固，使之成为煤。 泥炭是沼泽在形成过程中的产物，也是沼泽地形的特征之一 主要来源是泥碳苔或泥碳藓，沼泽植物，也有部分动物与 昆虫的尸体。 这些物质在死亡后沉积在沼泽底部，由于潮湿与偏酸性的 环境，而无法完全腐败分解，因而形成所谓的泥炭层。
2
有人对上述煤的成因机制提出了质疑： 1．储量问题
1ｍ厚的煤需6ｍ厚的木料，数十米的植物残骸堆积形成。 有些煤矿的煤层厚度可达数十米，甚至超过100米，如：
潞安矿区的煤层厚度30ｍ左右，仅现在大量开采的3#煤 层就有7ｍ厚，而且潞安的煤田属于沁水煤田，南北长300ｋ ｍ，东西宽200ｋｍ
抚顺露天煤矿煤层厚度达120ｍ 如此大量的植物残骸来源？ 2．赋存问题 如果煤炭真由植物堆积而成，那他的顶底板就不会那样平
含黄铁 矿煤样
含碳酸盐 煤样
18
第一节
地质年代和主要聚煤期
地球的年龄约有60亿年
新 生 代
第四纪
第 晚第三纪 三 纪 早第三纪 白垩纪 侏罗纪 三叠纪 二叠纪
煤化学-2
煤干馏
焦油各馏分进一步加工，可分离出多种产品，目前提 取的主要产品有： （1）萘 用来制取邻苯二甲酸酐，供生产树脂、工程塑 料、染料。油漆及医药等用。 （2）酚 及其同系物生产合成纤维、工程塑料、农药、 医药、燃料中间体、炸药等。 （3）蒽 制蒽醌燃料、合成揉剂及油漆。 （4）菲 是蒽的同分异构体，含量仅次于萘，有不少用 途，由于产量大，还待进一步开发利用。 （5）咔唑 是染料、塑料、农药的重要原料。 （6）沥青 是焦油蒸馏残液，为多种多环高分子化合物 的混合物。用于制屋顶涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦 和电炉电极等。
煤气化
煤炭直接燃烧的热利用效率一般为15%-18%。通过
煤炭气化过程将煤变成可燃烧的煤气后，热利用效率
可达55%-60%。煤气较煤具有运输和使用方便、减轻
环境污染等优点。煤气化的好处是可在燃烧前脱除气
态硫和氮组分。粗煤气中的硫化氢可在气体冷却后通
过化学吸收或物理吸附脱除。
煤气化
从能量转化角度来讲，煤气化技术是把煤的化学能 转换成易于利用的气体的化学能的过程。 包括以煤（半焦或焦炭）为原料，以氧（包括空气 、富氧、纯氧）、水蒸气、二氧化碳或氢气为气化介 质，使煤经过最低限度的氧化过程，将煤中所含的碳 、氢等物质转化成一氧化碳、氢、甲烷等有效成分的 一个多相反应的化学过程。
煤干馏
煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和 加工条件（主要是温度和时间）。随着干馏终温的不同， 煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色 半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为 结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温 干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。 煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可 作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭， 所得的焦油为芳香烃、杂环化合物的混合物，是工业上获 得芳香烃的重要来源；低温干馏煤焦油比高温焦油含有较 多烷烃，是人造石油重要来源之一。
煤化学第二章课件
是煤中硫、氮元素的来源之一。
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4.5 不同植物化学组成的差异性
植物
碳水化合物 木 质 素
蛋白质
脂类化合物
细菌 绿藻 苔藓 蕨类 草类
松柏及阔叶树
木 木质部
本叶
植 木栓
物 孢粉质
的 不
原生质
同
部
分
12~28 30~40 30~50 50~60 50~70 60~70
60~75 65 60 5 20
煤化学第二章课件
4.4 蛋白质 protein
蛋白质：由若干个氨基酸(amino acid)结合而形成的结 构复杂的高分子。由于含羧基carboxyl和羟基hydroxyl， 蛋白质具有酸性和碱性官能团，强烈亲水性胶体colloid 。
高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量 高。
植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为 气态物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨 基酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性 质没有决定性的影响。
4.3 脂类化合物 lipidic compound
树脂 resin/rosin: 树脂是植物生长过程中的分泌物 ，当植物受伤时，胶状的树脂不断分泌出来保护伤口。 针状植物含树脂较多，低等植物不含树脂。树脂不溶于 有机酸，不易氧化，微生物也不能破坏它，因此能很好 地保存在煤中。
角质cutin和木栓质phellem：化学性质十分稳定， 不溶于有机酸，微生物也难以作用，在成煤过程中能保 存下来。
根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。主 要是：腐植煤、腐泥煤、残植煤和腐植腐泥煤。
（1）腐植煤 humic coal： 由高等植物经过成煤过程中复杂的 生化和地质变化作用生成。
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4.5 不同植物化学组成的差异性
植物
碳水化合物 木 质 素
蛋白质
脂类化合物
细菌 绿藻 苔藓 蕨类 草类
松柏及阔叶树
木 木质部
本叶
植 木栓
物 孢粉质
的 不
原生质
同
部
分
12~28 30~40 30~50 50~60 50~70 60~70
60~75 65 60 5 20
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4.4 蛋白质 protein
蛋白质：由若干个氨基酸(amino acid)结合而形成的结 构复杂的高分子。由于含羧基carboxyl和羟基hydroxyl， 蛋白质具有酸性和碱性官能团，强烈亲水性胶体colloid 。
高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量 高。
植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为 气态物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨 基酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性 质没有决定性的影响。
4.3 脂类化合物 lipidic compound
树脂 resin/rosin: 树脂是植物生长过程中的分泌物 ，当植物受伤时，胶状的树脂不断分泌出来保护伤口。 针状植物含树脂较多，低等植物不含树脂。树脂不溶于 有机酸，不易氧化，微生物也不能破坏它，因此能很好 地保存在煤中。
角质cutin和木栓质phellem：化学性质十分稳定， 不溶于有机酸，微生物也难以作用，在成煤过程中能保 存下来。
根据形成煤炭的物质基础划分煤炭的类型称为成因类型。主 要是：腐植煤、腐泥煤、残植煤和腐植腐泥煤。
（1）腐植煤 humic coal： 由高等植物经过成煤过程中复杂的 生化和地质变化作用生成。
coal 2 煤的无机化学.ppt
–美国西部煤(白垩纪)中由于表生作用而含铀。
–英国中东部煤田(石炭纪)受地下卤水的影响，煤中 的氯含量升高。
–德国和波兰述发现一些富含氯化钠和硼的“盐渍 煤”(第三纪褐煤)，这是由与蒸发岩有关的卤水造 成的。
1. 煤中的矿物 2. 煤 灰（灰分）
3. 煤中的微量元素
4. 煤中微量元素研究的应用
成煤中的元素按照含量的多少，分
地理特征的关系； –以及煤中微量元素相互间的关系等等。
3.1微量元素与煤有机质的结合
许多微量元素在煤中主要是与煤的有机质相结合。
微量元素与煤结合的3个可能途径： (1)成煤植物富集，然后残留在煤中，如硼； (2)泥炭阶段吸附的，如铍，钪、钇、镧、稀土
等， (3)成煤后由地下水迁移到煤中的，如锗、银、
组成：包括煤中的矿物与无机质两种形 态。
煤中的常见矿物
1. 煤中的矿物 常见矿物的成因分类 2. 煤灰（灰分） 各类矿物简介
3. 煤中的微量元素
4.煤中微量元素研究的应用
1. 煤中的矿物
煤中的矿物早就被人们注意，但是，对其直接 研究不易。
–由于有些矿物，例如粘土类，常呈细分散状广泛分 布于煤的基质中，
金等。
微量元素与煤中有机质结合形式：
产状：常呈浸染状、沿层或穿层的脉状，产出在裂隙发育 带和断裂构造带中。
分布：这些矿物对某个矿区或某个地段可能十分特征，但 在横向上不够稳定，因此难作为煤层的辨认标志。
1.3 各类矿物简介
(1)粘土矿物：占煤中矿物总量的60~80%，常见高
岭石、蒙脱石、伊利石等；
(2)碳酸盐类矿物： 仅次于粘土类矿物的常见矿物。
含量：煤中含磷约0.1％到0.001％。
性质：有害杂质。炼焦中影响电炉冶金 过程，降低金属质量
–英国中东部煤田(石炭纪)受地下卤水的影响，煤中 的氯含量升高。
–德国和波兰述发现一些富含氯化钠和硼的“盐渍 煤”(第三纪褐煤)，这是由与蒸发岩有关的卤水造 成的。
1. 煤中的矿物 2. 煤 灰（灰分）
3. 煤中的微量元素
4. 煤中微量元素研究的应用
成煤中的元素按照含量的多少，分
地理特征的关系； –以及煤中微量元素相互间的关系等等。
3.1微量元素与煤有机质的结合
许多微量元素在煤中主要是与煤的有机质相结合。
微量元素与煤结合的3个可能途径： (1)成煤植物富集，然后残留在煤中，如硼； (2)泥炭阶段吸附的，如铍，钪、钇、镧、稀土
等， (3)成煤后由地下水迁移到煤中的，如锗、银、
组成：包括煤中的矿物与无机质两种形 态。
煤中的常见矿物
1. 煤中的矿物 常见矿物的成因分类 2. 煤灰（灰分） 各类矿物简介
3. 煤中的微量元素
4.煤中微量元素研究的应用
1. 煤中的矿物
煤中的矿物早就被人们注意，但是，对其直接 研究不易。
–由于有些矿物，例如粘土类，常呈细分散状广泛分 布于煤的基质中，
金等。
微量元素与煤中有机质结合形式：
产状：常呈浸染状、沿层或穿层的脉状，产出在裂隙发育 带和断裂构造带中。
分布：这些矿物对某个矿区或某个地段可能十分特征，但 在横向上不够稳定，因此难作为煤层的辨认标志。
1.3 各类矿物简介
(1)粘土矿物：占煤中矿物总量的60~80%，常见高
岭石、蒙脱石、伊利石等；
(2)碳酸盐类矿物： 仅次于粘土类矿物的常见矿物。
含量：煤中含磷约0.1％到0.001％。
性质：有害杂质。炼焦中影响电炉冶金 过程，降低金属质量
煤化学、煤化工 PPT课件 人教版
• 与苯环相连的芳香类硫较难脱除，噻吩类 硫是最稳定最难除的。
各种煤工业废水
2.9.1 洗煤及洗煤废水
a) 含硫化铁，易氧化成强酸性：
2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 Fe2+ + 4 SO42- + 4 H+ 4 FeS2 + 15 O2 + 14 H2O → 4 Fe(OH)3 + 8 H2SO4
硫的脱除
• 各种硫的脱除难易程度不同．一般说来， 有机硫中脂肪硫醇、硫醚、二硫醚和连在 芳香环上的二硫醚较容易热解脱除，一般 在500℃以下即可分解。
• FeS2在氧化或还原性气氛下较易脱除，在 250℃以下即可发生反应，而在惰性气氛中 是相当稳定的，歧化裂解脱硫必须在高温 下(450℃以上)进行。
b) 需要中和硫酸及沉淀分离处理，并回收废水： CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2
表2.14 宝钢焦化厂废水的排量和水质
表2.15 冷煤气发生站废水水质
废水成分分类
•酚 •氨 •硫 •氰 • COD
煤化工艺及工艺组合
现代先进的煤化工艺及工艺组合大致有 下列的几种主要方式：
苯酚是有机合成的重要原料，多用于制 造塑料、胶黏剂、医药、农药、染料等。
酸 性 成 分
命名
• phenyl→phenol 苯酚 • naphthyl→naphthol 萘酚
2,6-naphthoquinone 2,6-萘醌
O
O
碱性成分，有机氮 表2.12 吡啶及其同系物性质
苯胺 C6H5NH2 存在于煤焦油，是油状液体， 沸点184℃，微溶于水，易溶于有机溶剂， 有毒。新蒸馏的苯胺无色，放置后能因氧化 而变为黄、红或棕色。苯胺是重要的有机合 成原料，用于制染料、药物等。
各种煤工业废水
2.9.1 洗煤及洗煤废水
a) 含硫化铁，易氧化成强酸性：
2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 Fe2+ + 4 SO42- + 4 H+ 4 FeS2 + 15 O2 + 14 H2O → 4 Fe(OH)3 + 8 H2SO4
硫的脱除
• 各种硫的脱除难易程度不同．一般说来， 有机硫中脂肪硫醇、硫醚、二硫醚和连在 芳香环上的二硫醚较容易热解脱除，一般 在500℃以下即可分解。
• FeS2在氧化或还原性气氛下较易脱除，在 250℃以下即可发生反应，而在惰性气氛中 是相当稳定的，歧化裂解脱硫必须在高温 下(450℃以上)进行。
b) 需要中和硫酸及沉淀分离处理，并回收废水： CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2
表2.14 宝钢焦化厂废水的排量和水质
表2.15 冷煤气发生站废水水质
废水成分分类
•酚 •氨 •硫 •氰 • COD
煤化工艺及工艺组合
现代先进的煤化工艺及工艺组合大致有 下列的几种主要方式：
苯酚是有机合成的重要原料，多用于制 造塑料、胶黏剂、医药、农药、染料等。
酸 性 成 分
命名
• phenyl→phenol 苯酚 • naphthyl→naphthol 萘酚
2,6-naphthoquinone 2,6-萘醌
O
O
碱性成分，有机氮 表2.12 吡啶及其同系物性质
苯胺 C6H5NH2 存在于煤焦油，是油状液体， 沸点184℃，微溶于水，易溶于有机溶剂， 有毒。新蒸馏的苯胺无色，放置后能因氧化 而变为黄、红或棕色。苯胺是重要的有机合 成原料，用于制染料、药物等。
煤化学课件——第2章 煤工业分析与元素分析
主要来自蛋白质（合硫量为0.3%～2.4%）。硫分在0.5%以下 的大多数煤，一般都以有机硫为主
在煤中存在形式复杂，有硫醇、硫醚、双硫醚以及呈杂环状 态的硫醌和噻吩等
有机硫与煤中有机质共生，结为一体，分布均匀，不易清除
‹#›
2）无机硫
无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物。主要有硫化物硫
和少量硫酸盐硫，偶尔也有元素硫存在。
‹#›
2.2.1 煤的元素组成
假定：C+H+O+N+S+M+A=100
有机质 无机质
A 碳 主要元素
表现在：含量较多，构成了稠环芳烃的骨架，形成焦炭的主要 物质基础，发热量的主要来源
1）随煤化度升高而有规律地增加
泥炭
褐煤
烟煤
无烟煤
Cdaf 55%～62% 60%～77% 77%～93% 88%～98%
‹#›
2.1.1.3 水分对煤利用的影响 一般说来，水分是煤中无利有害的无机物质。 （1）增加运输负荷； （2）寒冷冬季易冻结； （3）加速了煤的氧化； （4）粉碎、筛分困难，降低生产效率； （5）增加焦炉能耗，降低了焦炉生产能力； （6）增大了焦化废水处理的负荷； （7）降低了煤的发热量。
‹#›
煤在规定条件下隔绝空气加热后挥发性有机物质的产率称为 挥发分，简记符号V。
挥发物=挥发分+水分 挥发分＜挥发物
有机 无机
焦渣=固定炭+灰分
有机 无机
固定炭＜焦渣
‹#›
2.1.3.1 挥发分(volatile mattar)
B 测定(干馏法) 空气干燥煤(0.2mm) 900℃±10℃干馏,7min 称重 失重占煤样的百分数再减去水分,即为V(%) C 焦渣特征
在煤中存在形式复杂，有硫醇、硫醚、双硫醚以及呈杂环状 态的硫醌和噻吩等
有机硫与煤中有机质共生，结为一体，分布均匀，不易清除
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2）无机硫
无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物。主要有硫化物硫
和少量硫酸盐硫，偶尔也有元素硫存在。
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2.2.1 煤的元素组成
假定：C+H+O+N+S+M+A=100
有机质 无机质
A 碳 主要元素
表现在：含量较多，构成了稠环芳烃的骨架，形成焦炭的主要 物质基础，发热量的主要来源
1）随煤化度升高而有规律地增加
泥炭
褐煤
烟煤
无烟煤
Cdaf 55%～62% 60%～77% 77%～93% 88%～98%
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2.1.1.3 水分对煤利用的影响 一般说来，水分是煤中无利有害的无机物质。 （1）增加运输负荷； （2）寒冷冬季易冻结； （3）加速了煤的氧化； （4）粉碎、筛分困难，降低生产效率； （5）增加焦炉能耗，降低了焦炉生产能力； （6）增大了焦化废水处理的负荷； （7）降低了煤的发热量。
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煤在规定条件下隔绝空气加热后挥发性有机物质的产率称为 挥发分，简记符号V。
挥发物=挥发分+水分 挥发分＜挥发物
有机 无机
焦渣=固定炭+灰分
有机 无机
固定炭＜焦渣
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2.1.3.1 挥发分(volatile mattar)
B 测定(干馏法) 空气干燥煤(0.2mm) 900℃±10℃干馏,7min 称重 失重占煤样的百分数再减去水分,即为V(%) C 焦渣特征
煤化学 第2讲 煤结构
（3）Rilay模型（1957年）：即乱层结构模 型，适应于煤等高碳物料。
（4）Given模型（1960年）：反映了年轻 烟煤是由环数不多的缩合芳香环（主要是 萘环）构成，但没有醚键和含硫结构。
（5）Hills模型（1962年）：特点是缩合度 高（5-12个芳环），取代率高，芳氢少， 侧链长，几乎无脂环，稳定性差。
（6）Wiser模型（1975年）：主要针对年 轻烟煤，是一种比较全面合理的模型，特 点是脂环少，基本结构单元间由桥键连接 ，含酚、硫酚、芳醚、酮、杂环及一些不 稳定基团，可以解释液化与化学反应性质 （7）Heredy-Wender（1980年）：结构单 元中含2-3个芳环和较多缩合脂环及交联键 ，氢分三类：芳氢、脂氢和羟基氢，结构 中含酚、醚、二苯并呋喃、二氢吡喃等。 （8）交联模型（1982年）：煤大分子间由 交联键连接，可以解释煤不能完全溶解的 原因，后有进一步改进。
1.2 本田模型：本田模型的特点是考虑了低分子化合物的 存在，缩合环以菲为主，它们之间有较长的次甲基键 相连接。模型中氧的存在形式比较全面，但没有考虑 氮和硫的结构。
其余自学。
2、物理结构模型
2.1 Hirsch模型(Physical Structure models) Hirsch模型将不同煤化程度的煤划分为三种物理结构。 （1）敞开式结构：
根据不同时期对煤分子结构的不同理解， 从上世纪50年代起，人们先后建立了众多 的煤结构模型，其中比较典型的有： （1）Krevelen模型（1954年）：早期是煤 化学结构模型的代表，曾被许多研究者认 为最为合理。特点是结构单元中芳香缩合 环都很大，最大有11个苯环。 （2）Hirsch模型（1954年）：由XRD研究 结果提出的煤的物理结构模型，直观地反 映了煤化过程的物理结构变化特征，解释 了不少现象，应用广泛。
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果胶(pectin / pectic substance)：糖的衍生物，呈 果冻状。在生物化学作用下，水解成一系列单糖和糖 醛酸。
煤化学第二章课件
4.2 木质素 lignin
木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植 物根、茎部的细胞壁中。木本植物的木质素含量高， 木质素是具有苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物，含 甲氧基methoxyl 、羟基hydroxyl等官能团。木质素的 单体以不同的链连接成三度空间的大分子，比纤维素 稳定，不易水解，易于保存下来。在泥炭沼泽中，在 水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同作用 生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤。所以 木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组 分。
低等植物——蘑菇 mushroom 煤化学第二章课件
高等植物——蕨类植物 fern 煤化学第二章课件
高等植物——松树 pine 煤化学第二章课件
4 植物的主要化学组成 (constituent)
（1）碳水化合物（ carbohydrate ） （2）木质素（ lignin ） （3）蛋白质（ protein ） （4）脂类化合物（ lipid/lipidic compound ）
0 0 10 20~30 20~30 20~30
20~30 20 10 0 0
煤化学第二章课件
50~80 40~50 15~20 10~15 5~10 1~7
煤化学第二章课件
4.4 蛋白质 protein
蛋白质：由若干个氨基酸(amino acid)结合而形成的结 构复杂的高分子。由于含羧基carboxyl和羟基hydroxyl， 蛋白质具有酸性和碱性官能团，强烈亲水性胶体colloid 。
高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量 高。
植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为 气态物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨 基酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性 质没有决定性的影响。
4.3 脂类化合物 lipidic compound
树脂 resin/rosin: 树脂是植物生长过程中的分泌物 ，当植物受伤时，胶状的树脂不断分泌出来保护伤口。 针状植物含树脂较多，低等植物不含树脂。树脂不溶于 有机酸，不易氧化，微生物也不能破坏它，因此能很好 地保存在煤中。
角质cutin和木栓质phellem：化学性质十分稳定， 不溶于有机酸，微生物也难以作用，在成煤过程中能保 存下来。
2 低等植物和高等植物的特点(characteristic)
低等植物(lower plant)：包括菌类和藻类，是由 单细胞和多细胞构成的丝状体或叶状体植物，没有 根、茎、叶等器官的分化。
高等植物(higher plant) ：包括苔藓、蕨类、裸子 植物和被子植物 。进化论认为，高等植物由低等植 物长期进化而来，构造复杂，有根、茎、叶的区别 。
煤化学第二章课件
木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。
OH
OH
OH
O-CH3
H3C-O
O-CH3
CH CH
CH2OH
针叶树的松 柏醇
CH
CH CH2OH
落叶树的芥 子醇
煤化学第二章课件
CH
CH CH2OH
乔木的－香 豆醇
4.3 脂类化合物 lipidic compound
脂类化合物是指不溶于水而溶于醚、苯、氯仿等有 机溶剂的有机化合物。在植物中脂类化合物主要有以下 几种。
是煤中硫、氮元素的来源之一。
煤化学第二章课件4.5 不植物化学组成的差异性植物
碳水化合物 木 质 素
蛋白质
脂类化合物
细菌 绿藻 苔藓 蕨类 草类
松柏及阔叶树
木 木质部
本叶
植 木栓
物 孢粉质
的 不
原生质
同
部
分
12~28 30~40 30~50 50~60 50~70 60~70
60~75 65 60 5 20
早、中侏罗世（约2.03亿年） 晚三叠世（约2.5亿年） 晚古生代 晚二叠世（约3亿年） 晚石炭世-早二叠世（约3～3.54亿年） 早石炭世（约3.54亿年） 早古生代 早寒武世（约5.45亿年）
煤化学第二章课件
低等植物——海带 kelp 煤化学第二章课件
低等植物——地衣(lichen) 煤化学第二章课件
Part 2：Coal Formation
Chaprt 2：Coal Formation
煤化学第二章课件
Chaprt 2：Coal Formation
主要内容：
（1）成煤的物质是什么？ （2）煤是如何形成的？
煤化学第二章课件
煤化学第二章课件
煤化学第二章课件
煤化学第二章课件
第一节 成煤物质(material for coal formation)
脂肪(fat)：属于长链脂肪酸的甘油酯。高等植物中含量 少(1-2%)，低等植物含量高(20%左右)。在生化作用下在 酸性或碱性溶液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作 用。
蜡质(wax) ：主要是长链脂肪酸与含有24～26个碳原子 的高级一元醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌 分解。
煤化学第二章课件
1、煤是由植物（ plant ）形成的
煤是由植物遗体（plant debris） 经过生物化学作用（biochemcal reaction） 和物理化学作用（physico-chemical reaction） 演变而成的沉积有机岩（ sedimentary organic rock）。
煤化学第二章课件
地史上植物演化年代见图2-1。
煤化学第二章课件
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5.45
4.95 4.40 4.10 3.54 2.98 2.51 2.03 1.44
0.2-0.6 0.018
3 我国主要聚煤期
我国主要聚煤期： 新 生 代 新近纪-古近纪（约0.24～0.65亿年） 中 生 代 晚侏罗世-早白垩世（约1.44亿年）
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4.1 碳水化合物（ carbohydrate ）
包括纤维素、半纤维素及果胶质。 纤维素(cellulose)：是构成植物细胞壁的主要成分
。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易 水解。在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维素可以分解为 纤维二糖和葡萄糖等简单化合物。
半纤维素(hemi-cellulose)：化学组成和性质与纤维 素相近，但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸。
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4.2 木质素 lignin
木质素也是植物细胞壁的主要成分，常分布在植 物根、茎部的细胞壁中。木本植物的木质素含量高， 木质素是具有苯基丙烷芳香结构的高分子聚合物，含 甲氧基methoxyl 、羟基hydroxyl等官能团。木质素的 单体以不同的链连接成三度空间的大分子，比纤维素 稳定，不易水解，易于保存下来。在泥炭沼泽中，在 水和微生物作用下发生分解，与其他化合物共同作用 生成腐植酸类物质，这些物质最终转化成为煤。所以 木质素是植物转变为煤的原始物质中最重要的有机组 分。
低等植物——蘑菇 mushroom 煤化学第二章课件
高等植物——蕨类植物 fern 煤化学第二章课件
高等植物——松树 pine 煤化学第二章课件
4 植物的主要化学组成 (constituent)
（1）碳水化合物（ carbohydrate ） （2）木质素（ lignin ） （3）蛋白质（ protein ） （4）脂类化合物（ lipid/lipidic compound ）
0 0 10 20~30 20~30 20~30
20~30 20 10 0 0
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50~80 40~50 15~20 10~15 5~10 1~7
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4.4 蛋白质 protein
蛋白质：由若干个氨基酸(amino acid)结合而形成的结 构复杂的高分子。由于含羧基carboxyl和羟基hydroxyl， 蛋白质具有酸性和碱性官能团，强烈亲水性胶体colloid 。
高等植物中蛋白质含量少；低等植物中蛋白质含量 高。
植物死亡后，完全氧化条件下，蛋白质完全分解为 气态物质；在泥炭沼泽和湖泊的水中，蛋白质分解成氨 基酸、喹啉等含氮化合物，参与成煤作用，但对煤的性 质没有决定性的影响。
4.3 脂类化合物 lipidic compound
树脂 resin/rosin: 树脂是植物生长过程中的分泌物 ，当植物受伤时，胶状的树脂不断分泌出来保护伤口。 针状植物含树脂较多，低等植物不含树脂。树脂不溶于 有机酸，不易氧化，微生物也不能破坏它，因此能很好 地保存在煤中。
角质cutin和木栓质phellem：化学性质十分稳定， 不溶于有机酸，微生物也难以作用，在成煤过程中能保 存下来。
2 低等植物和高等植物的特点(characteristic)
低等植物(lower plant)：包括菌类和藻类，是由 单细胞和多细胞构成的丝状体或叶状体植物，没有 根、茎、叶等器官的分化。
高等植物(higher plant) ：包括苔藓、蕨类、裸子 植物和被子植物 。进化论认为，高等植物由低等植 物长期进化而来，构造复杂，有根、茎、叶的区别 。
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木质素，其组成因植物的种类不同而异，见图。
OH
OH
OH
O-CH3
H3C-O
O-CH3
CH CH
CH2OH
针叶树的松 柏醇
CH
CH CH2OH
落叶树的芥 子醇
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CH
CH CH2OH
乔木的－香 豆醇
4.3 脂类化合物 lipidic compound
脂类化合物是指不溶于水而溶于醚、苯、氯仿等有 机溶剂的有机化合物。在植物中脂类化合物主要有以下 几种。
是煤中硫、氮元素的来源之一。
煤化学第二章课件4.5 不植物化学组成的差异性植物
碳水化合物 木 质 素
蛋白质
脂类化合物
细菌 绿藻 苔藓 蕨类 草类
松柏及阔叶树
木 木质部
本叶
植 木栓
物 孢粉质
的 不
原生质
同
部
分
12~28 30~40 30~50 50~60 50~70 60~70
60~75 65 60 5 20
早、中侏罗世（约2.03亿年） 晚三叠世（约2.5亿年） 晚古生代 晚二叠世（约3亿年） 晚石炭世-早二叠世（约3～3.54亿年） 早石炭世（约3.54亿年） 早古生代 早寒武世（约5.45亿年）
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低等植物——海带 kelp 煤化学第二章课件
低等植物——地衣(lichen) 煤化学第二章课件
Part 2：Coal Formation
Chaprt 2：Coal Formation
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Chaprt 2：Coal Formation
主要内容：
（1）成煤的物质是什么？ （2）煤是如何形成的？
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第一节 成煤物质(material for coal formation)
脂肪(fat)：属于长链脂肪酸的甘油酯。高等植物中含量 少(1-2%)，低等植物含量高(20%左右)。在生化作用下在 酸性或碱性溶液中分解生成脂肪酸和甘油，参与成煤作 用。
蜡质(wax) ：主要是长链脂肪酸与含有24～26个碳原子 的高级一元醇形成的脂类，化学性质稳定，不易受细菌 分解。
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1、煤是由植物（ plant ）形成的
煤是由植物遗体（plant debris） 经过生物化学作用（biochemcal reaction） 和物理化学作用（physico-chemical reaction） 演变而成的沉积有机岩（ sedimentary organic rock）。
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地史上植物演化年代见图2-1。
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5.45
4.95 4.40 4.10 3.54 2.98 2.51 2.03 1.44
0.2-0.6 0.018
3 我国主要聚煤期
我国主要聚煤期： 新 生 代 新近纪-古近纪（约0.24～0.65亿年） 中 生 代 晚侏罗世-早白垩世（约1.44亿年）
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4.1 碳水化合物（ carbohydrate ）
包括纤维素、半纤维素及果胶质。 纤维素(cellulose)：是构成植物细胞壁的主要成分
。纤维素一般不溶于水，在溶液中能生成胶体，容易 水解。在泥炭沼泽的酸性介质中，纤维素可以分解为 纤维二糖和葡萄糖等简单化合物。
半纤维素(hemi-cellulose)：化学组成和性质与纤维 素相近，但比纤维素更易分解或水解为糖类和酸。