石油作为最主要的能源和化工原料关乎国家的经济发展和战略安全,我国的石油消耗量大,对外依存度高,发展以煤炭和天然气为原料的合成油转化技术是缓解石油短缺的途径之一,同时有利于我国能源结构的整体调整。我国煤炭资源丰富,传统的煤基费托合成油技术和火力发电存在能源利用率低和环境污染严重等不足。因此,寻求煤炭的高效清洁转化一直以来是科技工作者努力的目标。基于此,煤炭分级转化利用、多能互补和多联产等技术越来越受到研究者的青睐,其在解决煤炭单一热转化过程中的壁垒和提高能源利用率、经济性等方面具有重要意义。本文结合煤炭和天然气在转化过程中各自的特性,采用ASPEN PLUS软件对煤/天然气互补联产油-电工艺(CN-T-OP)进行流程模拟,从热力学和经济技术性层面分析其可行性。采用低温深冷法空分、煤炭部分气化、双燃料甲烷蒸汽重整、低温甲醇洗、低温浆态床费托合成、燃气-蒸汽轮机联合循环发电等流程单元基于ASPEN PLUS软件构建煤/天然气互补联产油-电工艺,实现煤炭和天然气在同一系统内的互补利用,化工和动力两大类不同特性系统的集成。针对榆林烟煤部分气化特性和油-电联产能流优化分配,分别研究气化单元氧碳比(O/C、水碳比(S/C)、煤进料量和费托(F-T)合成单元F-T气相循环比(R)对系统性能的影响。结果表明:O/C=0.2、S/C=0.1、煤进料量为5kg/s时,气化温度和气化碳转化率分别为959℃和53.8%,通过残煤燃烧的供热,重整温度和甲烷转化率分别为950 ℃和92.6%,气化单元和重整单元所得合成气的总氢碳比为2.2,即通过煤炭部分气化耦合天然气重整,所生产的合成气可直接用于F-T合成,而无需对其氢碳比进一步地调整;F-T气相物的循环加大了合成油产量,但R高于0.9后,F-T合成单元(?)损急剧增大,导致系统总能量效率降低,因此将10%的F-T气相物匹配燃气轮机发电;在最优的工艺操作条件下,系统的合成油生产效率和总能量效率分别为34.4%和52.4%,合成油产量为1.87 kg/s,净电产量为38.35 MW。以煤炭制合成油系统(CTL)作为参比系统,该系统的总能量效率为33.3%,表明了煤/天然气互补联产油-电工艺提出的煤炭分级转化与天然气互补联产技术的能量利用更为高效。在现有市场情况下,经济性能分析表明:CN-T-OP项目的总投资为232.13 M$,较CTL项目高出14.11 M$,CN-T-OP项目的总运营成本为16.74 M$/a,较CTL项目降低了 59.64%,从经济技术的角度看,CN-T-OP项目具有市场应用前景。