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我国缺油富煤，开发先进的煤液化工艺对我国国民经济的可持续发展和保证我国能源安全具有重大的战略意义。煤的分级液化，有望成为煤洁净、高效转化的有效途径之一。煤分级液化的技术路线之一是，先在较温和的条件下将煤加氢液化，以直接液化的方式对煤“拔头”，提取出煤中易液化的富氢部分作为粗油，将富碳的直接液化残渣气化生产合成气，经费托合成生产液体燃料和化学品。煤的分级液化工艺基于煤的结构特征，结合了直接液化及间接液化的优势，有望同时提高现有煤液化过程的能源和资源的利用率。煤的温和加氢液化和间接液化的有机耦合成为这一技术的关键问题之一。
煤的温和加氢液化作为煤分级液化的一个重要环节，目前亟待明确认识温和液化条件下中低阶煤的转化特征及产物性质，开发有效的预测和调控方式。本论文针对中科合成油技术有限公司基金资助课题的要求，研究了伊泰煤(YT，次烟煤)、霍林郭勒煤(HL，褐煤)和澳大利亚煤(AUS，褐煤)在温和液化条件下的加氢液化规律，利用程序升温热解和红外光谱考察了液化残渣(正己烷不溶物)的结构特性和反应性，并用多种分析手段(凝胶渗透色谱、同步荧光光谱以及红外光谱)表征了液化产物中的沥青烯和前沥青烯。在规律性研究的基础上，对煤直接液化机理有了更深层次的认识。
论文的主要研究内容和结果包括：
1．通过考察三种煤在温和条件下的液化特征，发现：
(1)温度对煤的液化反应起决定作用。三种煤的转化率和各产物的产率均是在350℃时明显增加，高的液化温度有利于Oil+Gas和A+PA的生成，但是反应温度为450℃时，由于发生缩聚反应，A+PA(伊泰煤和霍林郭勒煤)的产率较低温时明显降低。无论是褐煤还是烟煤，适宜的液化温度均应在350℃以上，但是当反应温度升高到450℃时，缩聚反应加剧，对液化反应不利；
(2)溶剂极大地改变了自由基的反应历程，尤其对A+PA的生成具有明显的促进作用，表明溶剂同时具有溶解、分散和稳定自由基的作用。有溶剂时，不同煤种的液化产物分布差别较大，伊泰煤和霍林郭勒煤的Oil+Gas产率低于A+PA的产率，澳大利亚煤的Oil+Gas则明显高于A+PA的产率；
(3)反应初始压力小于3MPa时，改变压力对液化产物产率和分布影响较小。温和液化(初始氢气压力为1MPa)相对于高压液化(初始氢气压力为5MPa)，具有较低的Oil+Gas产率和较高的A+PA产率。但是可以通过调控反应气氛和反应压力的方式来提高煤温和液化过程的经济性。
(4)1MPa初始氢气压力条件下，Fe-基催化剂和Mo-基催化剂均明显促进了Oil+Gas的生成，且Mo-基催化剂较Fe-基催化剂有较高的催化活性。高压下(初始氢气压力为5MPa)铁基催化剂对液化反应的促进作用优于低压下铁基催化剂对液化反应的促进作用，但主要促进了A+PA的生成，对Oil+Gas的产率影响较小；
(5)高的H/C原子比和高的逸出硫的煤热解过程中气态烃的逸出量更大，液化转化率和Oil+Gas产率也更高。
2．通过考察温和液化富碳产物(正己烷不溶物)的性质及结构发现：
(1)反应温度大于350℃时，随着反应温度的升高及Oil+Gas产率的增加，液化富碳产物的芳香特征增强。Oil+Gas主要是由煤结构中的烷基侧链以及亚甲基桥链等烷烃结构(相对于芳香结构为富氢组分)转化而来；
(2)随着液化残渣的芳香性增强，残渣热解过程中气态烃的逸出峰向高温区移动。从热解过程中气态烃和硫的逸出规律可知，选取适宜的液化温度，三种煤在温和条件下的临氢处理，均可获得比原煤具有更高热解反应性和更低含硫量的液化残渣。
(3)当反应温度大于300℃时，随反应温度的升高，沥青烯的分子量和烷烃结构的比例呈减小的趋势，而芳烃结构的比例呈增大的趋势；当反应温度大于350℃时，前沥青烯有类似的变化规律。