煤的化學(xué)性質(zhì)是指煤與各種化學(xué)試劑，在一定條件下產(chǎn)生不同化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)。煤的化學(xué)性質(zhì)包括煤的氧化、加氫、鹵化、磺化、水解和烷基化等。

一、煤的氧化

煤的氧化過程是指煤同氧互相作用的過程。同時，氧化過程使煤的結(jié)構(gòu)從復(fù)雜到簡單，是一個逐漸降解的過程，也可稱為氧解。煤在空氣中堆放一段時間后，就會被空氣中的氧緩慢氧化。越是變質(zhì)程度低的煤越易氧化。氧化會使煤失去光澤，變得疏松易碎，許多工藝性質(zhì)發(fā)生顯著變化（發(fā)熱量降低、黏結(jié)性變差甚至消失等）。緩慢氧化所產(chǎn)生的熱量，還會引起自燃。煤與雙氧水、硝酸等氧化劑反應(yīng)，生成各種有機芳香羧酸和脂肪酸，這是煤的深度氧化。若煤中可燃物質(zhì)與空氣中氧進行迅速的發(fā)光、發(fā)熱的氧化反應(yīng)，即是燃燒。

用各種氧化劑對煤進行不同程度的氧化，可以得到不同的氧化產(chǎn)物，這對于研究煤的結(jié)構(gòu)和煤的工業(yè)應(yīng)用都具有極其重要的意義。

根據(jù)煤氧化程度的不同，煤的氧化過程可分為以下5個階段，見表2-1-5。

通常將第I階段稱為表面氧化階段，第Ⅱ階段叫再生腐植酸階段，第Ⅲ、第IV階段叫苯羧酸階段。到第Ⅱ階段為止稱輕度氧化，一直進行到第Ⅳ階段則稱深度氧化。氧化的第V階段，即燃燒，它與煤作為燃料的反應(yīng)性有關(guān)。

工業(yè)上常用輕度氧化方法，由褐煤和低變質(zhì)煙煤（長焰煤、氣煤）制取腐植酸類的物質(zhì)，并廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥業(yè)上另外，因為輕度氧化可破壞煤的黏結(jié)性，所以工業(yè)上對黏結(jié)性較強的煤，有時需要對它們進行輕度氧化，以防止該類煤在爐內(nèi)黏結(jié)掛料而影響操作。

二、煤的加氫

煤樣與液體烴類的主要差別在于，煤的H/C原子比比石油原油、汽油低很多，而比瀝青低一些。因此，要使煤液化轉(zhuǎn)變?yōu)槭驮偷?，需要深度加氫，而轉(zhuǎn)變?yōu)闉r青質(zhì)類物質(zhì)使用輕度加氫。煤的加氫需要供氫溶劑、高壓下的氫氣及催化劑等。因此，工藝和設(shè)備比較復(fù)雜。通過煤的加氫可以對煤的結(jié)構(gòu)進行研究，并且可使煤液化，制取液體燃料或增加黏結(jié)性、脫灰、脫硫，制取溶劑精制煤，以及制取結(jié)構(gòu)復(fù)雜和有特殊性質(zhì)的化工中間物。從煤的加氫能得到產(chǎn)率很高的芳香性油狀物，已分離鑒定出150種以上的化合物。

煤加氫分為輕度加氫和深度加氫兩種:①輕度加氫是在反應(yīng)條件溫和的條件下，與少量氫結(jié)合。煤的外形沒有發(fā)生變化，元素組成變化不大但不少性質(zhì)發(fā)生了明顯的變化，如低變質(zhì)程度煙煤和高變質(zhì)程度煙煤的黏結(jié)性、在蒽油中的溶解度大大增加，接近于中等變質(zhì)程度煙煤。②深度加氫是煤在激烈的反應(yīng)條件下與更多的氫反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為液體產(chǎn)物和少量氣態(tài)烴。

煤加氫中包括一系列非常復(fù)雜的反應(yīng)，有平行反應(yīng)也有順序反應(yīng)，到目前為止還不能夠完整地描述。其中有熱解反應(yīng)、供氫反應(yīng)、脫雜原子反應(yīng)、脫氧反應(yīng)、脫硫反應(yīng)、脫氮反應(yīng)、加氫裂解反應(yīng)、縮聚反應(yīng)等。

（1）熱解反應(yīng) 現(xiàn)在已經(jīng)公認，煤熱解生成自由基是加氫液化的第一步。熱解溫度要求在煤的開始軟化溫度以上。熱解生成的自由基在有足夠的氫存在時便能得到飽和而穩(wěn)定下來，沒有氫供應(yīng)就要重新縮合。

（2）供氫反應(yīng) 煤加氫時一般都用溶劑作介質(zhì)，溶劑的供氫性能對反應(yīng)影響很大。因為研究證明反應(yīng)初期使自由基穩(wěn)定的氫主要來自溶劑而不是來自氫氣。具有供氫能力的溶劑主要部分是四氫萘、9，10-二氫菲和四氫喹啉，供氫溶劑給出氫后又能從氣相吸收氫，如此反復(fù)起了傳遞氫的作用。

（3）加氫裂解反應(yīng) 這是主要反應(yīng)，包括多環(huán)芳香結(jié)構(gòu)飽和加氫、環(huán)破裂和脫烷基等隨著這一反應(yīng)進行，產(chǎn)品分子量逐步降低，結(jié)構(gòu)從復(fù)雜到簡單。

（4）縮聚反應(yīng) 在加氫反應(yīng)中如溫度太高，氫供應(yīng)不足和反應(yīng)時間過長也會發(fā)生逆方的反應(yīng)，即縮聚生成分子量更大的產(chǎn)物。

三、煤的其他化學(xué)性質(zhì)

因為結(jié)構(gòu)原因，煤芳核外側(cè)官能團的行為能力決定了煤的化學(xué)性質(zhì)和能力。因此，煤能與鹵素化合物進行鹵化反應(yīng)，生成鹵化物?；腔瘲l件下能生成磺化物，以及在其他條件下生成其他產(chǎn)物。

來源：現(xiàn)代煤化工技術(shù)手冊