В данном случае, как и обычно при многофазных реакциях и при реакциях в пористых твердых телах, нужно установить, осложняется реакция диффузионными процессами или нет. Два аргумента позволяют ответить отрицательно:
1) не выявляется влияние диаметра частичек угля и
2) в координатах Аррениуса на кривой (по крайней мере, в области 816—927 °С) нет перегиба с уменьшением наклона при росте температуры, как это типично для перехода реакции из микрокинетической области в область диффузии в порах и в область затрудненного переноса вещества во внешний, аэродинамический граничный слой. Поэтому можно заключить, что в названной температурной области лимитирующей стадией является химическая реакция.
В действительности непосредственная гидрогенизация углерода в метан даже при высоких парциальном давлении водорода и температуре является медленной реакцией. Это означает, что при разработке технических процессов, в которых неизбежно малое время контакта (например, в процессах с псевдоожиженным слоем), необходимо предусмотреть циркуляцию газа. Из-за изменяющихся кинетических и термодинамических условий нельзя работать ни при слишком низких температурах (реакция идет слишком медленно), ни при слишком высоких (равновесный выход незначителен). С точки зрения физических факторов, интересна область 700—1300 °С [7], но для технологии сегодняшнего дня [9] важна только более узкая область (800—900°С) и давление 4—10 МПа.
В технических процессах гидрогенизация угля в первый период протекает относительно быстро, причем, вероятно, осуществляется метанирование легко отщепляющихся активных групп, находящихся на внутренней поверхности угля. Благодаря этому образуется реакционноспособный кокс, который во втором периоде гидрируется в метан, медленнее, чем уголь в начальный период. С увеличением степени превращения угля скорость реакции еще снижается, так что экономичнее осуществлять реакцию до определенной степени газификации угля. Остаточный кокс следует использовать для других целей (металлургия, производство электроэнергии и водорода, газификация водяным паром с последующим метанированием на твердых катализаторах [9]).