随着能源需求的日益旺盛,煤化工在我国能源可持续发展战略中扮演的角色也越来越重要,这也是我国近几十年的发展方向。到目前为止,我国有近30个在建、拟建和规划建设的煤制烯烃项目,总产能达2000多万吨烯烃。煤制烯烃工厂主要包括三个部分:煤制甲醇、甲醇制烯烃及公用工程,其中以煤为原料合成甲醇由于其投资大、能耗高,是整个行业关注的焦点。本文通过对一氧化碳变换工艺与不同煤气化工艺之间的匹配性及一氧化碳变换反应机理进行深入研究,并使用ASPEN软件对现有装置一氧化碳变换工艺流程进行模拟,针对实际生产中能量利用方面存在的问题进行探讨,提出一氧化碳变换工艺能量回收利用的措施和方向。具体研究内容如下:(1)本文针对目前技术比较成熟的几种气化工艺及其配套的一氧化碳变换工艺进行对比,并结合我国煤种普遍含硫较高的特点,建议大型煤化工装置一氧化碳变换工艺催化剂使用Co-Mo系耐硫变换催化剂,变换工艺选用双系列设置,每个系列均采用部分气量、深度变换的工艺方案,将绝热变换与热回收分别设置。(2)研究了一氧化碳变换反应的反应热、反应平衡常数、变换反应机理和其他工艺条件的影响,为指导工艺优化和流程模拟提供理论依据。(3)使用ASPEN模拟软件对一氧化碳变换工艺进行流程模拟,在组建流程的基础上,对相关物流数据和单元模块数据进行规定,确保模拟系统所需数据输入完全后进行模拟计算。本流程模拟以一氧化碳变换装置PDP工艺包数据为模拟基础和参照,通过ASPEN模拟计算得到的结果,各流股气体组成与设计值基本一致,确保该流程模拟具有准确性和可行性,为一氧化碳变换单元优化方案的比选及模拟计算提供了基础。在此基础上通过优化变量设定,探讨增产4.1MPa蒸汽的优化方案。(4)提出回收一氧化碳变换低温余热的方法,从而达到回收热量的目的,又可以节省脱盐水消耗,降低污水的处理成本。以上研究将为煤制甲醇一氧化碳变换单元技术选择、蒸汽系统优化、设备选型等提供经验借鉴,对于推动煤制甲醇项目节能减排、提高投资效益具有现实意义。