煤直接液化是在一定的反应温度、压力条件下，通过催化剂和供氢溶剂的共同作用，将煤大分子经过热解、加氢等多步反应生产油品的一种清洁煤炭利用方式。本研究通过反应动力学、流程模拟、溶剂供氢能力等相结合的研究手段，对煤直接液化反应过程进行系统地研究，一方面获得其煤直接液化性能的影响因素以及对应的影响程度，为煤直接液化机理和相关工艺研究提供必要的数据基础和理论支持，并实现对工艺过程的模拟、预测、优化;另一方面，可以帮助认知在直接液化反应过程中溶剂供氢能力以及对煤液化作用过程，为提高煤直接液化目标产品收率提供理论支持。　　本研究主要内容包括：⑴采用0.01t/d煤直接液化连续试验装置，考察了神华上湾煤在升温阶段和恒温阶段不同的液化反应特性。研究了不同反应温度、停留时间等因素对直接液化反应性能的影响;分别对煤直接液化升温阶段和恒温阶段建立了8集总和11集总反应动力学模型;并采用BFGS优化算法，求解获得不同阶段煤直接液化反应动力学常数。在此基础上，将煤直接液化气体组成和液相窄馏分油组成与集总产品组成和操作条件相关联，建立了煤直接液化气体组成和液相窄馏分油组成产品关联模型。研究结果表明，在液化反应初期，油和气体主要是由煤直接反应得到的，而非由PAA（前沥青烯和沥青烯）进一步加氢转化而来;而在恒温反应阶段，与PAA生成速率以及重质液化油向轻质液化油转化速率相比，PAA向油进一步转化速率较小，说明在反应后期PAA的进一步转化是煤直接液化反应的控制步骤;随着反应停留时间延长，液化重质油存在向液化轻质油逐级转化效应。与传统反应动力学模型相比，本研究所建立的集总反应动力学模型和产品组成关联模型，深入考察了液化重质油向液化轻质油的转化以及液化轻质油进一步生成气相成品的转化行为;并在不增加反应动力学模型复杂程度的基础上，获得详细的煤直接液化气相和液化窄馏分油产品组成。⑵通过在流程模拟软件Aspen Plus上建立流程模拟模型，实现了对神华上湾煤直接液化工艺的流程模拟。通过采用0.01t/d装置液化分离单元数据对不同气液相平衡方程进行考察，从而分别选择GRAYSON和UNIFDMD-RKS方法来描述煤直接液化工艺高温高压分离单元、低温高压分离单元气液相平衡;对煤直接液化油进行切割并建立“虚拟组分”，通过分析测量和计算的方式，获得煤直接液化窄馏分油的密度、分子量、粘度、临界性质等性质，为工艺流程模拟计算提供基础且必要的物性输入;在此基础上，在流程模拟研究平台上对煤直接液化反应动力学模型和产品组成模型进行编译，形成流程模拟软件可以调用的预热器和反应器的用户自编译程序，结合煤直接液化物料性质以及相关的气液相状态方程，采用Aspen Plus流程模拟软件对特定的煤直接液化工艺进行了模拟，模拟结果和试验结果拟合良好。⑶考察了煤直接液化粗油窄馏分的供氢性能、加氢工艺条件对液化重油供氢性能的影响。研究表明，随着窄馏分蒸馏点的增高，特别是当蒸馏点＞320℃后，其液化供氢性能减弱，对应的液化油收率也下降，表明影响煤直接液化循环溶剂供氢性能的“瓶颈”是液化重油供氢能力的不足。而对液化粗油高温馏分段进行单独加氢，发现随着加氢条件苛刻，液化加氢油的多环芳烃将会逐渐饱和，可供氢的单环芳烃和多环芳烃组成也随之发生变化，对应的加氢后油的H/C比，密度等逐渐下降;研究表明存在优化的加氢工艺条件，可以帮助提高液化粗油高温馏分段的液化供氢性能。基于上述研究，提出一种新的循环溶剂制备方法，即将未加氢的液化粗油中温馏分段和加过氢的高温馏分段按照一定的比例配比，从而提高循环溶剂的供氢性和对应的液化油产物收率。