为提高煤直接液化催化剂性能和氧化反应器运行的稳定性，通过分析影响催化剂性能及氧化反应器运行稳定性的影响因素，研究了催化剂制备过程中的氧化反应温度、反应环境pH值、氧化风量、反应器内物料流速、物料浓度等操作条件和氧化反应器塔盘结构优化调整措施。通过对不同操作条件下制备的催化剂，在实验室进行高压釜煤直接液化评价，结果表明：α-FeOOH和γ-FeOOH晶相催化剂的形态为棒状或板条状结构，存在着比表面积越高煤液化活性越高的关系，γ-FeOOH晶相催化剂较Fe3O4晶相催化剂对煤热解为沥青烯的催化效果最佳。通过调整氧化反应温度、反应环境pH值、氧化风量等操作条件，制备出不同的催化剂产品，再通过电镜扫描对比，发现在工业装置上控制较低的氧化反应温度、较低的氧化反应环境pH值及较高的氧化风量的操作工况下制备的催化剂晶型较好，催化剂的产品可以形成α-FeOOH或γ-FeOOH晶相，具有高分散度特性，催化剂性能最佳。通过分析目前工业化装置制备煤直接液化催化剂存在氧化反应温度高、在线pH计频繁失效、氧化反应器塔盘频繁堵塞的问题，提出了降低氧化反应温度、优化反应环境pH值监控的方法以及后续改进措施。同时，通过提高氧化反应器内物料流速和减少塔盘数量能够减缓反应器塔盘堵塞，使氧化反应器延长了运行时间、提高了运行稳定性。