煤的直接液化必须有溶剂存在，这也是其与加氢热解的根本区别。直接液化的过程中，煤需要预先被粉碎到0.1mm以下的粒度，并与溶剂配成煤浆，溶剂可以采用煤液化自身产生的重质油或原油裂解的渣油等富氢有机液体 ［8］ 。

一般而言，有机溶剂和煤中的有机质发生强烈的作用，将导致煤中诸如氢键等非共价键断裂溶解在溶剂中，从而破坏煤中交联键形成的交联网络结构，使煤发生溶胀 ［9，10］ 。溶胀后的煤的结构较为疏松，自由能降低。因此，煤液化中的溶剂必须首先能够有效地使煤粒溶胀，并溶解小分子化合物。根据相似相溶的原理，溶剂结构与煤分子近似的多环芳烃对煤热解的自由基碎片有较强的溶解能力。煤在溶剂中的溶解性能与其分子间氢键作用力是密切相关的，极性溶剂中的溶胀度远远大于非极性溶剂，这主要是因为溶剂的强碱性易破坏煤大分子间的氢键，使得煤的溶胀度增大。因此，在常见的有机溶剂中，对煤的溶解能力排序为吡啶>苯>酚油>萘>四氢萘>十氢萘>烷烃油。溶胀能力排序为二甲基亚砜>四氢呋喃>异丙醇>醇 ［11］ 。

无氢气参与液化的过程，如用非供氢溶剂的液化结果远小于使用供氢溶剂的结果，四氢萘、邻环己基苯酚的供氢作用明显高于萘、联苯、邻苯基苯酚、联环己烷等。

值得注意的是，供氢溶剂不仅提供活性氢，而且可能传递活性氢 ［12］ 。煤受热分解时，弱键断裂生成的自由基的自由度较小，需要活性氢移动到其活性位上与其结合生成含氢的稳定结构。而无催化剂时，70%转移氢来自供氢溶剂；有催化剂时，在过量四氢萘中15%～40%来自供氢溶剂，而60%～80%则来自气相氢。

综上所述，煤的直接液化过程中，溶剂能起到如下作用：

① 煤与溶剂制成浆液便于输送，有效地分散煤粒子、催化剂和液化反应生成的产物，使反应体系温度均匀，改善多相催化液化反应体系的动力学过程；

② 对煤起到溶胀和萃取作用，使有机质中的键发生断裂；

③ 溶解部分氢气，作为反应体系中活性氢的传递介质；或者通过供氢溶剂的脱氢反应提供煤液化需要的活性氢原子。

在煤的液化过程中，首先煤在不同溶剂中的溶解度是不同的，其次溶剂与溶解的煤中有机质或其衍生物之间存在着复杂的氢传递关系。受氢体可能是缩合芳环，也可能是游离的自由基团，而且氢转移反应的具体方式又因所用催化剂的类型而异。因此溶剂在加氢液化反应中的具体作用也十分复杂，一般认为好的溶剂应该既能有效溶解煤，又能促进氢转移，有利于催化加氢。

在煤液化工艺中，如采用煤直接液化后的重质油作为溶剂，且循环使用，这类溶剂称为循环溶剂，沸点范围一般在200～460℃。由于该循环溶剂组分中含有与原料煤有机质相近的分子结构，如将其进一步加氢处理，可以得到较多的氢化芳烃化合物，使其供氢能力得到提高。另外，在液化反应时，循环溶剂还可以得到再加氢作用，同时增加煤液化的产率。近年也有用废塑料、废橡胶、废油脂作溶剂，一般先将其加热处理软化成液体，然后与煤混合进行加氢反应，使其降解成低黏度的小分子油，从而使这些废物质得到循环利用，同时减少了污染。