水煤气变换反应广泛应用于合成氨、制氢、合成气制醇和制烃等催化过程以及调控城市煤气中CO含量。由于CO变换是强放热反应,能调节原料气中的氢碳比,是全厂节能降耗的关键工段,因此有必要对变换工段进行模拟与分析。本文首先论述了三类变换催化剂(Fe-Cr系高温变换催化剂、Cu-Zn系低温变换催化剂、Co-Mo系耐硫宽温变换催化剂)的研究现状和特点;其次总结出了四种变换工艺(中变工艺、中串低工艺、中低低工艺及全低变工艺)的优缺点,最后结合水煤气高汽气比,高CO含量,高硫含量的特点,由此选择了由山东齐鲁石化分公司研究院开发成功的QCS-01型宽温耐硫变换催化剂,采用高汽气比、部分变换、全低变的工艺流程,对变换工段进行了全流程模拟。根据模拟结果,对变换比、变换炉温度、变换炉压力等参数进行了灵敏度分析,得到了比较合理的操作范围,并通过优化分析得出了最佳操作参数的建议。采用了RPlug平推流模型对关键设备变换炉进行模拟。变换炉采用两段式绝热反应器,中间用冷物料进行激冷冷凝,以降低变换炉热点温度。模拟结果与实际数据比较吻合。最后结合生产实际对变换炉进行了初步的机械设备设计。