Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИГНИТА ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КИСЛОРОДА В КАЧЕСТВЕ ОКИСЛИТЕЛЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу мягкого окисления лигнита и в особенности к способу каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении с использованием кислорода в качестве окислителя.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Китайский лигнит богат ресурсами, на его долю приходится около 13% общего объема запасов угля. Однако лигнит имеет низкую степень карбонизации, обладает такими недостатками, как высокое содержание воды, высокая зольность, низкая теплотворная способность и тому подобное, имеет низкую тепловую эффективность, достигаемую при прямом сжигании, является причиной серьезного загрязнения окружающей среды и считается топливом низкого качества, вследствие чего необходимы новые технологии для ограниченного использования лигнита с высокой добавленной стоимостью. В результате реакции окисления уголь может использоваться в качестве сырья для получения продуктов с высокой добавленной стоимостью с одной стороны, а возможная в угле структура может быть вычтена путем определения структуры продукта, с другой стороны. В зависимости от окислителей способы окисления угля можно разделить на способ окисления перекисью водорода, способ окисления окислительной кислотой, кислородно (воздушно)-щелочной способ окисления, способ окисления тетроксидом рутения, способ окисления гипохлоритом натрия и тому подобное.

Кроме того, воздушно/кислородный способ окисления угля в основном изучается во многих способах окисления, главным образом потому, что воздух или кислород являются дешевыми и легко получаемыми, а выход органической кислоты в продуктах выше.

Камия и др. изучали реакцию окисления в системе O₂/Na₂CO₃ и в системе О₂/K₂CO₃ с использованием японского битуминозного угля в качестве сырья. Температура реакции была установлена на уровне 250-280°С, время окисления составляло 120 минут, начальное давление кислорода - 3 МПа. После окончания реакции угольный шлак отфильтровывается, подкисляется серной кислотой, регенерированная гуминовая кислота была отфильтрована, а фильтрат был извлечен 2-бутаноном. Экспериментальные результаты показали, что на выход продукта несомненно влияют температура окисления, количество щелочи и скорость перемешивания, а условия реакции при наивысшем выходе угольной кислоты были следующими: температура реакции составляла 270°С, отношение угля к Na₂CO₃ составляло 1:3, начальное давление кислорода было 1,5 МПа, скорость перемешивания - 85 об/мин, время реакции - 2 ч, выход угольной кислоты - 65%.

Ю. Камия и другие сначала провели термическую обработку, а затем выполнили кислородно-щелочное окисление в целях увеличения выхода бензойной кислоты. Температура термической обработки составила 300-500°С. Экспериментальные результаты показали, что выход бензойной кислоты из австралийского лигнита, подвергнутого термической обработке, был в значительной степени улучшен, а максимальный выход можно было увеличить до 30%.

Пан Куикун (Pan Qikun) и др. провели ряд экспериментов, таких как производство бензойной кислоты путем щелочного окисления лигнита и получения терефталевой кислоты путем реформинга бензойной кислоты. Используя лигнит Хуолинхе в качестве сырья, они исследовали влияние различных условий реакции на выход угольной кислоты для получения оптимальных условий реакции следующим образом: температура реакции составляла 240°С, начальное давление кислорода - 5,5 МПа, соотношение щелочи к углю - 3:1, время реакции составило 0,5 ч, а выход полученной угольной кислоты составил 35,2%, при этом выход бензолполикарбоновой кислоты достиг 22,52%.

Таким образом из вышесказанного видно, что условия реакции, выбранные различными исследователями во время кислородно-щелочного окисления, меняются в узком диапазоне, выбранная щелочь - Na₂CO₃, NaOH и KОН, окислитель - дешевый воздух или О₂, диапазон температур между 220-300°С, и давление часто составляет от 3 до 10 МПа. Полученный продукт включает в себя в основном бензолполикарбоновую кислоту, кроме того, в растворе присутствуют различные низкомолекулярные жирные кислоты, в том числе муравьиная кислота, щавелевая кислота, уксусная кислота, яблочная кислота, пировиноградная кислота и другие подобные. Способ кислородно-щелочного окисления требует высокой температуры и высокого давления и большого количества щелочи, так что практическое применение этого способа было ограничено данными недостатками.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предметом настоящего изобретения является обеспечение дешевого, экологически чистого, мягкого и эффективного способа каталитического окисления лигнита с использованием кислорода в качестве окислителя при атмосферном давлении.

Предмет настоящего изобретения реализуется следующим образом: способ используется для мягкого окисления лигнита кислородом в качестве окислителя под действием нитроксильного радикала в качестве катализатора и соли или оксида металла в качестве сокатализатора;

Особый процесс включает в себя следующие этапы: измельчение лигнита до 200 меш или менее, сушка измельченного пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г образца обработанного угля с последовательным добавлением 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль катализатора и 0,15-0,25 ммоль сокатализатора в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, трехкратную замену кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 80-120°С в течение 4-12 часов, наблюдение за условиями реакции, использование кислорода в качестве окислителя для каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении 0,1 МПа, фильтрация после окончания реакции; декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем использование избыточного раствора CH₂N₂/эфира для этерификации в течение 10 часов при комнатной температуре, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра (ГХ/МС).

Условия газовой хроматографии следующие: гелий используется в качестве газа-носителя, расход составляет 1,0 мл/мин, а коэффициент деления потока - 20:1, температура устройства для ввода пробы - 280°C, процедура повышения температуры следующая: начальная температура - 70°C, повышается на 20°С/мин до 280°C и выдерживается в течение 1 минуты, а время регистрации хроматограммы составляет 14,5 минут. Условия масс-спектрографии следующие: температура источника ионов 280°C, температура линии передачи 280°C, а диапазон обнаружения относительной молекулярной массы 50-650 а.е.м.

Катализатором является нитроксильный радикал, а нитроксильный радикал получен из следующих соединений: N-гидрокси-о-сульфонилбензимид, N,N-дигидроксипиромеллитовый диимид, 1,3,5-тригидроксиизоциануровая кислота, N-гидрокси-N-метилбензамид, 3,5-динитро-N-гидрокси-N-метилбензамид, и 1-гидрокси-2,2-дифенил-3-индолон; структура катализатора выглядит следующим образом:

Сокатализатор представляет собой соль или оксид металла, а соль или оксид металла - это одно из следующих соединений: ацетат кобальта, ацетат марганца, ацетат меди, ацетат железа и диоксид марганца.

Если лигнит - 0,5 г, количество катализатора - 0,5 ммоль, молярное отношение сокатализатора составляет 30-50% из расчета катализатора, а общий выход угольной кислоты составляет 66,21-85,47%, при этом выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%.

Способ имеет следующие положительные эффекты: при вышеупомянутой схеме в качестве окислителя используется дешевый и экологически чистый кислород, в качестве катализатора используется нитроксильно радикальное соединение, в качестве сокатализатора используется соль или оксид металла. Всего для продуктов окисления лигнита способом ГХ/МС идентифицировано 123 вида соединений, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА), 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA), 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА), 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА), 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС), 15 видов других соединений (ОС) и 6 видов гетероатомных соединений.

Содержание соединений монокарбоновой кислоты (МСА) больше в продуктах окисления, составляет до 28,34-36,08%, содержание 7-карбонилоктановой кислоты является самым высоким, а содержание других соединений, таких как 3-гидроксипропионовая кислота, 2- гидроксиуксусная кислота, 2-гидроксипропионовая кислота, нонановая кислота, 2-этил- 3-карбонил-масляная кислота и (Z)-октадека-11-еноевая кислота также выше.

Дикарбоновая кислота в продуктах окисления в основном включает в себя короткие цепочки, самой длинной цепочкой углеводородов является ундекандиовая кислота, соединения без заместителей, такие как глутаровая кислота, субериновая кислота и адипиновая кислота, а также соединения дикарбоновой кислоты с заместителями, такими как метилглутаровая кислота, гидрокси-янтарная кислота и метиладипиновая кислота обнаруживаются с помощью способа газовой хроматографии/массовой спектрометрии. Общее содержание соединений двухосновных кислот составляет 10,26-18,34%, а относительное содержание 2,4-диметиладипиновой кислоты является наиболее высоким, за которым следуют малеиновая кислота, янтарная кислота и 2-гидроксиянтарная кислота.

Общее содержание трикарбоновой кислоты в продуктах окисления составляет 3,15-7,82%, в том числе 4 вида соединений трикарбоновой кислоты, таких как 1,2,3-пропантрикарбоновая кислота, 1,3,5-пентантрикарбоновая кислота, 2-гидрокси-1,3,5-пентантрикарбоновая кислота и 1,3,6-гексантрикарбоновая кислота, в которых относительное содержание 1,3,6-гексантрикарбоновой кислоты является наиболее высоким.

В общей сложности в продуктах окисления генерируется 21 тип соединений бензойной кислоты, а их общее содержание достигает 22,58-28,85%, в том числе 3 вида соединений трикарбоновой кислоты, 1 вид соединения дикарбоновой кислоты, и 17 видов соединений монокарбоновой кислоты. Можно увидеть, что генерируется больше видов соединений бензойной кислоты, а содержание бензол-1,3,5-трикарбоновой кислоты является наиболее высоким, за которой следуют бензойная кислота, 4-метоксибензойная кислота и бензол-1,2,4-трикарбоновая кислота.

По сравнению с традиционным способом окисления, кислородно-щелочной способ, представленный в настоящем изобретении, имеет следующие существенные характеристики: несмотря на то, что кислород используется в качестве окислителя, условия реакции являются мягкими, лигнит может мягко и эффективно окисляться при атмосферном давлении (давление кислорода поддерживается на уровне 0,1 МПа) и средней температуре (80-120°С), в этом случае можно избежать использования оборудования, работающего при высокой температуре и высоком давлении, и снизить энергопотребление. Эффективность окисления высокая, а общий выход угольной кислоты достигает 66,21-85,47%, при том, что выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%. Способ окисления лигнита мягкий и эффективный.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 было идентифицировано всего 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 28,34-36,08%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 10,26-18,34%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 3,15-7,82%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 22,58-28,85%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 7,62-25.20%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 5,05-13,98% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 0,98-2,53%, при этом общий выход угольной кислоты достигает 66,21-85,47%, а выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%.

Способ имеет следующие преимущества:

1. Реакция является каталитическим процессом окисления, и количество катализатора и сокатализатора невелико. Если количество лигнита составляет 0,5 г, количество катализатора составляет 0,5 ммоль, а количество сокатализатора составляет 0,15-0,25 ммоль.

2. Условия реакции мягкие, реакция проводится при атмосферном давлении (0,1 МПа) и средней температуре (80-120°С), требования к оборудованию низкие, преодолевается такой недостаток как использование кислорода для окисления при высокой температуре и высоком давлении, и снижается энергопотребление.

3. Реакция высокоэффективна, а общий выход угольной кислоты достигает 66,21-85,47%, притом что выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%. По сравнению с традиционным кислородно-щелочным способом окисления, выход угольной кислоты и бензойной кислоты выше, при этом данная система каталитического окисления не только оказывает лучшее окислительное воздействие на ароматические боковые цепи, но и оказывает лучшее окислительное воздействие на цепи углеводородного материала с точки зрения продуктов окисления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Рис. 1. Хроматограмма общего ионного потока продуктов окисления лигнита в соответствии с настоящим изобретением

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Способ используется для мягкого окисления лигнита с использованием кислорода в качестве окислителя под действием нитроксильного радикала в качестве катализатора и соли или оксида металла в качестве сокатализатора;

Конкретный процесс включает следующие этапы: измельчение лигнита до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль катализатора и 0,15-0,25 ммоль сокатализатора в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 80-120°С в течение 4-12 часов и наблюдение за условиями реакции, использование кислорода в качестве окислителя для каталитического окисления лигнита при атмосферном давлении 0,1 МПа, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем использование избыточного раствора CH₂N₂/эфира для этерификации в течение 10 часов при комнатной температуре, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра ГХ/МС.

Условия газовой хроматографии заключаются в следующем: гелий используется в качестве газа-носителя, расход составляет 1,0 мл/мин, а коэффициент деления потока - 20:1, температура устройства для ввода пробы - 280°С, процедура повышения температуры следующая: начальная температура - 70°С, повышается на 20°С/мин до 280°С и выдерживается в течение 1 минуты, а время регистрации хроматограммы составляет 14,5 минут; условия масс-спектрографии следующие: температура источника ионов 280°С, температура линии передачи 280°С, а диапазон обнаружения относительной молекулярной массы 50-650 а.е.м.

Катализатором является нитроксильный радикал, а нитроксильный радикал получен из следующих соединений: N-гидрокси-о-сульфонилбензимид, N,N-дигидроксипиромеллитовый диимид, 1,3,5-тригидроксиизоциануровая кислота, N-гидрокси-N-метилбензамид, 3,5-динитро-N-гидрокси-N-метилбензамид и 1-гидрокси-2,2-дифенил-3-индолон;

Сокатализатор представляет собой соль или оксид металла, а солью или оксидом металла является одно из следующих соединений: ацетат кобальта, ацетат марганца, ацетат меди, ацетат железа и диоксид марганца.

Лигнит - 0,5 г, количество катализатора - 0,5 ммоль, молярное отношение сокатализатора составляет 30-50% на основе катализатора, а общий выход угольной кислоты составляет 66,21-85,47%, при этом выход бензойной кислоты достигает 22,58-28,85%.

1 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°C в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль N-гидрокси о-сульфонилбензимида и 0,15 ммоль ацетата марганца в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 120°С в течение 4 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH₂N₂/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 28,34%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 11,68%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 7,82%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 24,35%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 11,75%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 13,98% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 2,08%, а общий выход угольной кислоты достигает 72,19%, при этом выход бензойной кислоты достигает 24,35%.

2 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль N, N-дигидроксипиромеллитового диимида и 0,20 ммоль ацетата меди в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 80°С в течение 12 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH₂N₂/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 30,22%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 10,26%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 3,15%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 22,58%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 25,20%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 7,61% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 0,98%, а общий выход угольной кислоты достигает 66,21%, при этом выход бензойной кислоты достигает 22,58%.

3 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль 1,3,5-тргидроксиизоциануровой кислоты и 0,25 ммоль двуокиси марганца в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 100°С в течение 10 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH₂N₂/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 32,25%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 13,46%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТС) с общим содержанием 6,95%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 25,44%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 13,85%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 6,83% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 1,22%, а общий выход угольной кислоты достигает 78,10%, при этом выход бензойной кислоты достигает 25,44%.

4 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль N-гидрокси-N-метилбензамида и 0,2 ммоль ацетата железа в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 90°С в течение 11 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH₂N₂/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 30,85%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 18,34%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 3,83%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 25,76%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 12,15%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 6,95% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 2,12%, а общий выход угольной кислоты достигает 78,78%, при этом выход бензойной кислоты достигает 25,76%.

5 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль 3,5-динитро-N-гидрокси-N-метилбензамида и 0,15 ммоль ацетата кобальта в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 110°С в течение 9 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH₂N₂/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 36,08%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 15,76%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 4,78%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 28,85%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 7,62%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 5,05% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 1,86%, а общий выход угольной кислоты достигает 85,47%, при этом выход бензойной кислоты достигает 28,85%.

6 вариант реализации. Процесс состоит из следующих этапов: измельчение лигнита Шэнли до 200 меш или менее, сушка пылеугольного образца при температуре 80°С в вакууме в течение 10 часов, взвешивание 0,5 г обработанного угля, последовательное добавление 10 мл уксусной кислоты, 0,5 ммоль 1-гидрокси-2,2-дифенил-3-индолона и 0,15 ммоль ацетата кобальта в колбу с круглым дном, соединение тройника с верхним отверстием конденсаторной трубы, замена в три этапа кислорода в вакууме таким образом, чтобы колба с круглым дном заполнялась кислородом, поддержание давления кислорода на уровне 0,1 МПа, реакция при температуре 100°С в течение 10 ч и наблюдение за условиями реакции, фильтрация после окончания реакции, декомпрессирование фильтрата для удаления уксусной кислоты, добавление небольшого количества этилацетата для растворения, а затем добавление избыточного раствора CH₂N₂/эфира для этерификации при комнатной температуре в течение 10 часов, использование фильтровальной бумаги 0,45 мкм для фильтрации и анализ этерифицированного продукта в ГХ/МС.

При анализе и обнаружении распределения продуктов окисления с помощью газового хроматографа-масс-спектрометра Agilent 7890/5975 идентифицируются 123 соединения, в том числе 40 видов соединений монокарбоновой кислоты (МСА) с общим содержанием 32,74%, 14 видов соединений дикарбоновой кислоты (DCA) с общим содержанием 12,83%, 4 вида соединений трикарбоновой кислоты (АТСА) с общим содержанием 5,85%, 21 вид соединений бензойной кислоты (ВСА) с общим содержанием 25,12%, 23 вида углеводородных алкильных соединений (НС) с общим содержанием 9,13%, 15 видов других соединений (ОС) с общим содержанием 11,80% и 6 видов гетероатомных соединений с общим содержанием 2,53%, а общий выход угольной кислоты достигает 76,54%, при этом выход бензойной кислоты достигает 25,12%.