褐煤选择性氧化制羧基化学品

（华北理工大学化学工程学院 河北 唐山 063210）

羧基主要包括苯羧酸和小分子脂肪酸，是一种重要的化工原料，主要用于染料、制药、制革等制造企业生产过程中。苯羧酸主要是指苯环上连接有不同数量羧基取代基的化合物的总称。在我国需求量较大，并且井口依赖度较高，价格昂贵。褐煤作为一种低质量煤。占全球煤矿储量的40%。褐煤具有高水分、高挥发度、高氧含量等特点，使其不能像烟煤、无烟煤等中、高等煤一样被广泛使用在燃烧发电、低温热解、气化等常规用法中。但是用过褐煤氧化制羧酸的过程中，褐煤的特殊性质使其占据了绝对的优势。褐煤氧化制化学品也是未来发展过程中的重要技术。

1.褐煤氧化制化学品的方法

1.1 硝酸氧化法。硝酸作为一种强氧化性算，在煤炭氧化制化学品方面使用较早。在特定的条件下，氧化焦炭可以得到苯六甲酸，其研究结果表明，硝酸合一有效的使用于焦炭氧化制取羧基化学品过程中。并且，泥煤、褐煤容易被硝化、氧化制备腐殖酸。这种腐殖酸的结构接近于土壤腐殖酸的结构组成。通过对煤炭中所含的硝酸氧化前后腐殖酸的官能团以及结构特征进行研究分析可知，对于风化烟煤只能发生脂肪侧链和部分芳碳的氧化脱氧反应。而对于褐煤，氧化程度则较深。

通过对褐煤的硝酸氧化结果进行研究可知，随着氧化程度的加深，腐殖酸的总酸性基团逐渐升高。褐煤的硝酸氧化反应是一个复杂的过程。其主要步骤为：

（1）褐煤大分子结构氧化。

（2）桥建和脂肪侧链断裂后的结构单元氧化。

（3）结构单元的缩合芳环上形成醌基、酚羟基、硝基氧化。

（4）醌基、酚羟基转换成为羧基氧化。

（5）芳环上继续形成醌基、酚羟基氧化。

（6）逐步开环形成链状有机羧酸氧化。

（7）链断裂形成低分子羧酸或者挥发性酸性气体。

通过研究可知，硝酸在褐煤氧化制备化学品过程中具有非常高效的特点，并且易操作。但是在企业生产方面，其具有较大的成本。因此在使用上不利于经济及安全。

1.2 次氯酸钠氧化法。因为次氯酸钠水溶液廉价、易得、环境友好。常作为一种氧化剂被使用。但是，次氯酸钠氧化能力不高，对于褐煤的氧化不彻底，反应之后还存留大量的残渣。即使对于比较容易反应的褐煤，也会留有数量较大的残渣。并且次氯酸钠氧化产物的种类较多并且较为复杂，其浓度也达不到标准。这回对后续工作带来影响。

1.3 双氧水氧化法。因为双氧水比较容易被分解成为氧气和水，被广泛的使用在氧化反应中。同时，双氧水作为一种氧化剂也被使用在褐煤的氧化反应研究过程中。通过实验研究可知，双氧水氧化褐煤的过程中，其反应温度较低，这主要是由于高温条件下的双氧水非常容易被分解。出现氧化试剂损耗。因为温度低的特点，也就使得氧化过程中出现的反应物的转化率较低。除此之外，对褐煤使用双氧水氧化反应过程中，生成的羧酸种类较多且复杂，并且含量较低。这会给后续工艺带来严重影响。不利于煤炭结构的降解。

2.褐煤氧化产物的分离

通过对褐煤制备氧化物反应方法进行研究可知，煤炭的氧化产物羧酸的成分分离是一项关键技术。但是，从氧化产物中直接提取分离得到的羧酸仍然是一种混合物。这这也就是说，对于羧酸混合物分离的研究还要持续深入。通过更多的研究实验来完成褐煤氧化制备化学品孙河图的提取研究。来找到最有效的办法。以此来提高反应效果。使其可以广泛使用。

3.褐煤氧化制羧基化学品过程中存在的问题

褐煤氧化对于低阶煤的高效利用有着至关重要的作用。但是在黑的氧化过程中仍然存有一些问题，影响着其质量和效率，继续研究人员解决。褐煤氧化过程中主要问题在两个方面，分别是：褐煤选择性氧化制取化学品以及氧化产物的分离。褐煤选择性氧化制羧基化学品主要分为氧化剂氧化法和氧气氧化法。这两类方法都存在一定的优缺点。在使用上需要酌情选择。在使用氧化剂对褐煤进行氧化制备羧基化学品的过程中，所使用的氧化剂都带有一定的腐蚀性，氧化剂的大量消耗也会导致投入成本较高，并且在安全方面存有一定的隐患。在反应返程之后，还会产生一定的氧化残渣。这种使用氧化剂的方法制备羧酸产物基本使用在研究煤炭结构的过程中。相比于使用氧化剂进行氧化反应，褐煤的氧气氧化法可以解决氧化剂氧化法中的缺陷。但是使用氧气氧化法也存在一定的问题。在反应过程中，会消耗大量的无机酸碱，并且无机酸碱不能进行回收。这就带来了一定的环境威胁。是其排放物会对大自然环境造成影响。同时，反应过程中需要进行加温。这也就导致二氧化碳含量增加。这也就减少了褐煤中碳原子的使用率。不能保证反应效率。尽管氧化方法不断优化，但是对于褐煤氧化产物中的分离和分析依然是一个大问题。在对氧化产物进行分析的过程中，往往只是对其进行定性分离，对于氧化产物的定量只限于少量的化合物。所以对于这一问题，研究人员要制定出相应的措施。使其分析和分离更加顺利和便捷。

结束语

综上所述，要想完成更高质量的褐煤氧化制备羧酸，必须要对褐煤的各项特点进行研究分析，找到最科学、有效的反应方法。褐煤选择性氧化制羧基化学品，可以通过使用价格低廉的褐煤转化成为昂贵的化学品。并且还可以将不能常规使用的褐煤优化利用。这是一种双赢的工艺技术。但是随着研究的深入，还要对反应过程中的各项问题进行分析。找到优化措施。使其能发挥更大的用途。