石炭の化学構造及び石炭化初期反応に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63430016
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大内 公耳 北海道大学, 工学部, 教授 (10091422)
• 研究分担者: 伊藤 博徳 北海道大学, 工学部, 助教授 (70001287)
• キーワード: 石炭の化学構造 / 石炭化反応 / リグニン / リピッド / nーパラフィン / 極性成分 / 脂肪酸

研究概要

ワンドアン炭をベンゼンーアルコ-ル抽出後温和な条件下で水素化分解し、nーヘキサン抽出物を分け(H1)、これを酸性部(A)、塩基性部(B)、飽和部(S)、芳香族部(Ar)、中性極性蒸留部(PD)及び蒸留残部(PR)に分け、PD部を更に同様水素化分解し同様に分けた結果、PD部に含有される脂肪酸エステルが水素化によりnーパラフィンに変ることがわかった。又脂肪酸エステルは重要な構成成分であることも判明した。又極性部中のOHのついた芳香族化合物は水添により芳香族化合物に変化すること、即ち水添により得られる芳香族化合物の元の構造はOH基がついた極性芳香族であることが判明し、これが石炭構造の基本構造であることが証明された。更に第1回水添nーヘキサン抽出残部を再度水添し、nーヘキサン可溶部(H2)を分け、その残部を同様処理し、nーヘキサン可溶部(H3)を分け、各々を上述の様に分け、H1〜H3の各々相当する留分の組成を比較したところ、殆ど同じ様な化合物から構成されており、相違点はパラフィン鎖がH1→H3になるに従って短くなること、アルキルシクロヘキサン(元はアルキルフェノ-ル)の含有量が増加し、そのアルキル置換度が上昇すること、重縮合度芳香族化合物の含有量が相対的に増加することであった。従ってこの石炭の化合構造は均一ではなく、部分的にゆるく長い脂肪酸で相互に結合されたフェノ-ルから構成され、部分的に短いCーC結合で結合したOH置換の多環芳香族からなるものと考えられる。これらアルキル基のついた芳香族化合物はリグニンとリピッドからの脂肪酸の反応から生成するものと考え、フェノ-ルとC_<18>脂肪酸の反応を260〜300℃、活性白土存在下で行うことにより、アルキルフェノ-ルアルキルテトラリン、アルキルナフタレン、アルキルフェナントレン等が生成し、その反応経路を解明した。更にリグニンとC_<14>アルコ-ルの反応も行い、アルキルフェノ-ルが生成することも証明した。

研究成果

• [文献書誌] J.Z.Dong,H.Itoh,K.Ouchi: "Structure in Wandoan coal from from analysis of mild hydrogenation(1)First stage hydrogenation products" Fuel. 67. 284-293 (1988)
• [文献書誌] J.Z.Dong,H.Itoh,K.Ouchi: "Structure in Wandoan coal from from analysis of mild hydrogenation(2)Analysis of first to third stage hydrogenation products" Fuel. 67. 541-551 (1988)
• [文献書誌] K.Ouchi,M.Makabe: "Hydrogen transfer in the hydrogenation of model compounds" Fuel. 67. 1536-1541 (1988)
• [文献書誌] R.L.Ren,H.Itoh,K.Ouchi: "Dealkylation of coal derived oil by the hydrogen genarated from methanol decomposition(3)Reaction of pure compounds" Fuel. 68. 58-65 (1989)
• [文献書誌] R.L.Ren,H.Itoh,K.Ouchi: "Dealkylation of coal derived oil by the hydrogen genarated from methanol decomposition(2)Reaction of coal derived oils" Fuel Proc.Technol.20. 239-248 (1988)
• [文献書誌] J.D.Dong,K.Ouchi: "Geochemical origin of alkyl aromatics in coal(1)Model reaction of fatty acid or alcohol with phenol" Fuel. 68. 710-716 (1989)