煤的液化是物理变化还是化学变化

煤的液化是指将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料（直接）或利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品（间接）的过程。

煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。（1）煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。

可表示为：R-CH2-CH2-R’→ RCH2·+R’CH2· 

RCH2·+R’CH2·+2H·→ RCH3+R’CH3

（2）煤间接液化间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。

可表示为：

烷烃生成反应

nCO+(2n+1)H2→CnH2n+2+nH2O 

2nCO+(n+1)H2→CnH2n+2+nCO2 

3nCO+(n+1)H2O→CnH2n+2+(2n+1)CO2 

nCO2+(3n+1)H2→CnH2n+2+2nH2O 

烯烃生成反应

nCO+2nH2→CnH2n+nH2O 

2nCO+nH2→CnH2n+nCO2

3nCO+nH2O→CnH2n+2nCO2

nCO2+3nH2→CnH2n+2nH2O

煤液化是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。包括很多反应的：根据不同的加工路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。直接液化意味着碳化和氢化。

炭化过程，就是将煤隔绝空气加热，生成焦碳、煤气和煤焦油。将煤焦油脱硫后加氢，生成液体燃料。但是这种方法生成的液体燃料不经过深加工很难应用到内燃机上，所以实用性不大。

氢化过程

：用氢化过程将煤液化是德国在20世纪20年代发明的，将煤粉和重油混合，在催化剂的作用下，在400

°c至5000

°c温度和20到70兆帕的条件下反应：nc

+

(n+

1)

h2→

cnh2n+

2

间接转化过程

间接液化就是先把煤进行气化，生成水煤气，再合成乙烷、乙醇等燃料，也可以进一步合成燃油。

煤的气化和煤的液化都是化学变化。煤的气化指煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体的过程。有固体燃烧气化、液体燃料气化、气体燃烧料气化及固/液混合燃料气化等。

煤的液化指煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料，或利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或其他液体化。

煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。

(1)煤直接液化：煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。

(2)煤间接液化：间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。

在第二次世界大战期间，德国和日本都曾从煤中生产液体燃料，以弥补战时石油来源的不足。美国也曾对煤炭液化进行研究。煤炭可用各种方法加氢使之液化，氢还具有从煤中脱硫的作用。煤液化之后除去灰分，即可得到几乎不含灰和硫的洁净燃料。由煤制取的洁净燃料油可供给发电锅炉使用，可代替石油和天然气；合成的燃料油再经加工，可以得到汽油、柴油以及其他化工原料。

将煤炭转换成洁净能源的各种方法中，煤的液化具有广阔前景。发展从煤中制取液体燃料，一方面可减轻对天然石油的需求，同时，也可使丰富的煤炭资源得以满足汽车、飞机、船舶等的实际燃料需要。煤的液化产品也可以供现在烧油的发电厂或其他行业使用，将天然石油节省下来，以供其他方面的使用。

1973年，石油禁运并大幅度提价，促使美国加快了研究过程，并初步建成日处理煤6000吨、日产液体燃料2万桶的示范厂型规模，在1983—1985年投入商业运行，然后再增加4个装置，进而达到日处理煤3万吨、日产液体燃料10万桶的工业生产规模。1990年，美国每天可生产45万桶煤液化燃料。到1995年，已达到每天可生产95万桶。人们进行煤的利用革命，使它取代天然油和天然气，就相当于发现一种新能源。

煤的气化：是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。

煤的液化：就是在一定条件下（温度、压力、催化剂、溶剂、氢气等）将固体煤炭转化为烃类液体燃料和化工原料的过程。煤炭液化油也叫人造石油，煤和石油都是主要由C、H、O这三种元素构成，但煤的平均分子量大于石油，且H元素含量较低，煤的液化主要指的是使煤的大分子变小，并通过催化加氢而液化，其主要任务是将煤中的H/C比调整至适当的数值。

煤的高温干馏：是以煤为原料，在隔绝空气条件下，加热到950℃左右，经高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。产品用途：煤经焦化后的产品有焦炭、煤焦油、煤气及其他化学产品等。

煤用于炼焦，可以产生煤焦油及氨水。焦碳是用于炼铁的重要原料。煤焦油可提取多种工业用的重要化合物。很多人以为煤气是从煤制造出来的，但事实是煤气是从原油提炼出来的石脑油再加以提炼而成的。煤也可以直接汽化，生成水煤气（一氧化碳和氢的混合物），直接用做清洁燃料。

煤，尤其是烟煤（任何挥发分较高的煤）直接作为燃料会冒出黑烟，浪费其中挥发分并造成大气污染，英国由于气候多雾，对污染尤其敏感，早在20世纪初即颁布法律禁止将原煤直接作为燃料，只能燃烧焦碳或半焦。

焦煤和焦炭利用：焦碳作为炼铁的重要原料，对生铁的质量有关键的作用，如果含硫和磷高，会严重降低生铁质量，灰分高会降低热值。因此用于炼焦的煤必须经过洗选，以降低其灰分和硫含量。炼出的焦碳必须选大块坚实的，不能在高炉中被压碎，以便可以通风。选出的碎焦只能做燃料，碎焦做燃料发热量大，不冒烟，是很好的燃料。

参考资料：百度百科-煤