目前，鲜有研究关注到溶剂中氢气溶解度的差异对加氢反应性能的影响。由于高温高压条件下氢气的溶解度难以测得，而且液化溶剂的组成复杂，实验研究温度和压力以及溶剂组成对氢气溶解度的影响较为困难。因此通过流程模拟来获得溶剂中的氢气溶解度数据为煤直接液化加氢工艺和反应器设计提供理论依据。研究中先对溶剂中的组分含量进行分析，结果表明，按族组分将液化溶剂分为链烷烃、环烷烃、单环烃类、双环烃类、三环烃类、四环烃类和其他含杂原子类化合物。结果显示，其中双环烃类含量最多，占到溶剂中化合物总量的35.42%，三环烃类含量次之，占到溶剂中化合物总量的23.75%，单环烃类的含量较少，占到化合物总量的3.35%。

图1 液化溶剂的全二维色谱图

本研究建立了一种流程模拟方法来考察温度和压力以及溶剂组成对溶剂中氢气溶解度的影响。研究发现，随着温度的上升，氢气的溶解度也会呈现出上升趋势，从而证实了高温对氢气溶解的促进作用，同时溶剂中的氢气溶解度与氢气压力之间基本呈线性增大的趋势。同一条件下，氢气在链烷烃中的溶解度大于其它溶剂中的，氢气在链烷烃和芳烃混合溶剂中的溶解能力强于单组分芳烃溶剂中的，且含杂原子的溶剂分子不利于氢气溶解度的提升，混合溶剂中链烷烃含量的增加会促进氢气的溶解，在含有链烷烃的混合溶剂中溶解度取决于氢气在链烷烃中溶解度的大小。

图2 不同压力下单组分溶剂中氢气的溶解度的模拟计算值与实际测量值对比

图3 不同温度和压力下单组分和双组分混合溶剂中氢气的溶解度值对比

图4  不同压力下双组份混合溶剂中溶剂组成对氢气溶解度的影响

李文英研究团队认为，未来煤直接液化领域的发展主要在于工艺条件的优化和反应机理方面的研究。在过去的煤直接液化工艺中，更多地注重油产率的提升而轻视了高能耗给企业发展带来的挑战，未来，煤直接液化工艺将在降低能耗和优化工艺反应条件上多做工作。

王兴宝，太原理工大学副教授。主要从事能源清洁高效转化的基础研究和工业应用方面的工作，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、国家能源集团“2030重大项目”先导项目、中国神华煤制油化工有限公司科技创新项目、企业横向项目等省部级项目多项，2018年获“三晋英才”青年优秀人才称号。兼任International Journal of Coal Science & Technology期刊科学编辑，《煤炭科学技术》青年编委。目前已在Angewandte Chemie International Edition，Chemical Engineering Journal，ACS Catalysis，Environmental Science & Technology，Fuel，Organometallics，ACS Sustainable Chemistry & Engineering，Journal of Analytical and Applied Pyrolysis，Catalysis Today，Chinese Journal of Chemical Engineering等期刊上发表SCI论文60余篇。申请发明专利10件，已授权6件。

李文英，太原理工大学教授，博士生导师。围绕煤炭清洁高效转化利用方向，一直从事煤化学化工基础和煤炭资源化技术集成系统研究。包括1）煤的物理化学结构与煤热解气化反应性；2）低阶煤热解与高效转化过程设计；3）煤基液体产物深加工精制；4）煤制清洁燃料/化学品催化剂研制及工艺开发；5）煤基多联产系统设计。主持/参加国家级项目等30余项。曾获教育部自然科学奖一等奖2项（2007年、2016年，排名1），国家自然科学奖二等奖1项（2008年，排名2），国家科技进步二等奖1项（2001年，排名6），省部级科技进步理论成果二等奖以上奖5项（1995年-2020年）。发表国内外学术期刊论文300余篇和授权中国国家发明专利35件。出版著作2部，参编2部。曾获教育部长江学者奖励计划特聘教授（2010），国家第二批“万人计划”科技创新领军人才（2016），科技部中青年科技创新领军人才（2014），享受国务院政府特殊津贴（2010），新世纪“百千万”人才工程国家级人选（2006），中国青年科技奖获得者（2007），全国杰出专业人才先进集体（2009），教育部创新团队带头人（2005），教育部新世纪优秀人才（2005），全国三八红旗手（2009）等荣誉称号。