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我国褐煤资源丰富,亟待开发利用,褐煤直接液化制取油品和化学品是褐煤高效清洁利用的重要途径之一,对国民经济具有现实意义。论文的主要研究内容和结果如下:本文首先考察了胜利褐煤在氢气/四氢萘体系(H2/THN)、氢气/正已烷体系(H2/HEX)、一氧化碳/水体系(CO/H2O)和(氢气+一氧化碳)/(四氢萘+水)体系((H2+CO)/(THN+H20))中的液化性能。在(H2/THN)体系下,研究建立了升温阶段和恒温阶段反应动力学模型。研究结果表明:在四种反应体系中,((H2+CO)/(THN+H2O))体系下胜利褐煤液化转化率和油产率最高。当反应条件为 H2:CO=1:1(V/V)、THN:H20=1:1(V/V)、400℃、初压4MPa、30 min、3%催化剂(Fe的质量计)和硫铁原子比1.2时,胜利褐煤液化转化率和油产率分别为88.79%和55.47%。表明在煤直接液化工艺中采用合成气代替纯氢气是具有可行性的。将胜利褐煤分为快反应组分、慢反应组分和难反应组分,升温阶段主要为快反应组分发生快速热解加氢反应,同时生成油气、沥青烯和前沥青烯;恒温阶段为剩余快反应组分继续反应完全、慢反应组分向沥青烯和前沥青烯转化以及沥青烯和前沥青烯向油气转化。动力学计算得到胜利褐煤液化最大转化率为97.02%,与试验结果97.19%接近(425℃,180min),动力学模型比较准确地反映了胜利褐煤液化途径。其次研究了(H2/THN)体系中铁催化剂在不同液化条件下的活性相,并考察了在(H2/THN)体系下碳酸钠对铁催化剂催化活性的影响。研究结果表明:在(H2/THN)体系下,铁催化剂转化为磁黄铁矿(Fe1-xS),同时H2与Fe1-xS中硫原子存在侵蚀反应,温度越高,侵蚀速率越快,导致Fe1-xS从相对富硫结构变为相对富铁结构。此外,添加碳酸钠能显著提高胜利褐煤液化转化率和油产率,降低沥青烯产率和水产率;当添加量为5%时,煤液化转化率从74.95%增加至86.34%,油产率从32.81%增加至51.33%;添加碳酸钠显著促进沥青烯转化为油。碳酸钠的促进作用主要为:1、水解作用,碳酸钠与煤中含氧结构(醚键和羰基键)发生水解反应;2、提高催化剂比表面积。随后在热重分析仪上研究了胜利褐煤与玉米秸秆共热解行为,对共热解过程进行动力学计算,然后研究了两者共液化行为,并对单独液化和共液化的沥青烯和前沥青烯进行红外光谱分析。结果表明:胜利褐煤与玉米秸秆在共热解过程中存在协同作用,导致共热解挥发分提高,焦产率降低;动力学计算结果表明玉米秸秆显著降低胜利褐煤在350～550℃区间的热解活化能。在共液化过程中两者也存在协同作用,导致共液化转化率和油产率显著增加,结合沥青烯和前沥青烯红外光谱分析,表明玉米秸秆热解生成的活性中间体或自由基能显著促进胜利褐煤热解,同时新生成的活性中间体或自由基具有更好的加氢性能。与热解氛围相比,液化氛围增强了两者间的传质和加氢,以及液化产物再加氢,从而增强了两者间的协同作用。最后分析了生物质气化焦油的基本性质,采用柱色谱方法对其进行组分分离,并对分离得到的组分进行各项分析,获得较为完整的基础数据,还对焦油进行了水热处理研究,及其与褐煤共处理研究。研究结果表明:生物质气化焦油具有高水分、高粘度、高杂原子含量以及高酸值的特点,富含各种高附加值有机物。水热处理后焦油中油含量显著增加、氢碳比增加,热值也有所提高。最佳水热处理条件为:CO气氛、375℃处理温度和5%Na2CO3催化剂。处理后油含量增加24.26%,沥青烯和前沥青烯含量降低20.93%,残渣含量降低5.81%。在气化焦油和胜利褐煤共处理过程中,胜利褐煤转化率和油产率较低,原因为气化焦油供氢性能和溶解性能均不足,导致胜利褐煤仅以热解为主。