煤焦油一般均含有水分和机械杂质，一部分水分呈水滴状悬浮在油中，另一部分与煤焦油中某些极性化合物相结合存在。
煤焦油中的水分在蒸馏时易造成突沸冲塔事故，而且水中溶解的硫化氢和氨对蒸馏塔也有腐蚀作用;煤焦油中的机械杂质被加热至高温时易沉降，堵塞蒸馏设备及管线，煤焦油加氢处理过程中，含水量高会引起反应温度波动，产品质量受影响，水与催化剂长时间接触使其活性和强度下降，甚至发生粉化现象，堵塞反应器，因此煤焦油进入加氢设备前必须进行脱水处理，由于煤焦油与水的相对密度差很小，油水分离较困难。
煤焦油机械杂质含量与干馏方式有关，一般煤焦油机械杂质含量在1%～3%。机械杂质主要物质为煤粉、焦油碱、焦油酸及在加工过程中混入的一些固体颗粒物等。脱水、脱杂质的方法主要有机械法(加热静置和离心分离)、化学法(加入电解质或破乳化剂)及电破乳化法。
经过脱水、脱杂质的煤焦油经过蒸馏预处理、延迟焦化预处理、沸腾床预处理和悬浮床等预处理工艺后，进入固定床加氢工艺，生产清洁燃料油。