氧元素是煤中重要组成元素之一,低阶烟煤中氧原子含量大约介于10-20%,存在形态主要是酚羟基和羰基,还有呋喃和醚键等。氧在煤结构中属于活泼元素,液化时极易起反应,不同的含氧官能团对煤炭液化及其它加工利用影响较大。有学者认为煤液化时不希望发生的逆反应(缩聚反应)是和煤中酚羟基的含量多少相联系的,特别是在羟基含量比较高的低阶煤中。因此,本文研究了不同种类低阶烟煤中氧的含量及其分布差异,探索了氧元素在煤直接液化中的影响及迁移规律。本文选择了两种低阶烟煤,研究了两种含氧官能团模型化合物萘酚、葸醌对煤液化及液化产物的影响。首先,对煤样进行了ZnCl2浮选及HCl-HF酸洗脱灰处理,使煤样中的矿物质含量达到本实验要求(≤2.00%)。通过红外分析发现预处理后煤样中的有机大分子结构基本没有变化,因此可以认为对原煤的化学性质没有影响。其次,运用热重分析仪对煤样的热解性质进行了分析,表明400-450℃是两种煤样的最佳液化温度区间。使用WHF型威海自控反应釜对两种洗煤进行了液化试验,计算了液化产物的产率。在供氢溶剂为四氢萘条件下,发现萘酚、蒽醌能促进原平煤液化反应的进行,而萘酚对阳方口煤几乎没有影响,蒽醌对阳方口煤样虽然也有促进作用,但是影响较小。而在非供氢溶剂1-甲基萘条件下,萘酚对原平煤起副作用,在液化中会发生缩聚反应,对煤液化反应不利。最后,通过对原平煤液化产物的分析主要得出以下结论：(1)气体产物组分主要包括CH4、C2H6,少量的CO、CO2、NH3、H2S以及微量的C2H4等烃类气体,各气体组分含量受溶剂供氢能力强弱的影响较大,但对气体组成几乎没有影响。另外,在煤中加入萘酚、蒽醌使气体产率降低,并对气体中各组分的含量有一定影响。随着萘酚、蒽醌加入量的增加,CO、和C2H6的产率有增加的趋势,而CH4呈现下降的趋势,C02含量基本保持不变。由于液化气体中的C2H4含量较少,也基本没有变化。(2)萘酚、葸醌对煤液化产物中的油、沥青烯组分、前沥青烯组分都有一定影响。无论在那种溶剂条件下,在煤中加入萘酚、葸醌可以增大油中的碳含量、降低H/C、O/C。在非供氢溶剂1-甲基萘的条件下,加入萘酚更能降低油中的O/C,而增加油中的氮、硫含量,说明供氢溶剂能影响煤中杂原子氧、氮、硫的脱除。在供氢溶剂为四氢萘的条件下,加入萘酚、蒽醌可以增加沥青浠和前沥青浠中的O/C,降低二者组分之中的碳含量和H/C。(3)加入萘酚,沥青烯组分中酚类及脂肪烃组分有增加的趋势,而葸醌只使脂肪烃组分含量增加。而加入葸醌、萘酚可以使前沥青烯组分中的羟基官能团减少,对2928cm-1处的官能团影响也比较明显。(4)通过残渣的分析,可以看出残渣中的杂原子含量较高,说明液化后大部分杂原子还是残留在残渣中。尤其残渣中氧含量在四氢萘条件下的明显高于甲基萘的,这可能与溶剂供氢能力差使残渣产率过高有关。(5)煤液化后,煤中的杂原子除一部分仍然滞留在液化残渣中,40%左右的氧转化为水,而45%左右的氮、80%左右的硫转移到气体产物中,而且酚类、醌类中的氧大部分转化为水。(6)原平煤液化断裂的官能团主要包括断裂煤中的OH-(?)键、自缔合羟基、芳烃醚氧键。原平煤液化残渣的热解能力下降,但仍具有一定的热解能力,失重量约为15%。