随着全球石油向低质化、高硫化方向发展,高硫石油焦消化能力接近饱和,新增加的产能无处释放。我国利用高硫石油焦的方式大部分为燃烧,不但对能源造成浪费,还会对空气造成污染。在我国节能减排的大形势下,进行石油焦气化是一种很好的工业发展思路。既可以解决石油焦的利用问题,也可以补充我国的天然气与氢能资源。而传统无催化剂石油焦气化工艺获得的天然气或氢气体积分数较低,且需要高温高压的环境。而在石油焦气化过程中加入催化剂可以降低气化反应所需温度,减少气化剂的输入量,得到纯度更高的天然气或氢气。因此,采用合适的催化剂来提高石油焦气化活性以及了解催化剂对石油焦气化的热力学影响具有重要的现实意义。本文以镁系化合物（MgCl2、MgO、Mg（NO3）2和MgSO4）为催化剂,利用热重分析仪,研究催化剂种类、催化剂添加量和气化温度对石油焦-H2O气化影响。结果发现:MgCl2催化活性要高于其他镁系催化剂;催化剂的催化活性随温度上升而增大;相同温度下,随着催化剂添加量的增大,石油焦完全转化所需时间逐渐减少;催化剂的添加量存在极限值,在本实验条件下MgCl2催化剂的最适添加量为5%;分别运用正态分布模型、均相反应模型、混合反应模型、缩芯反应模型和随机孔模型对石油焦在有无催化剂情况下气化反应动力学数据进行拟合,并与等转化率法计算的活化能进行比较,发现缩芯反应模型能更好地描述石油焦-H2O气化反应的动力学特性,均相模型能更好地描述MgCl2催化石油焦-H2O气化反应的动力学特性。本文还基于Aspen Plus模拟软件建立了石油焦水蒸气气化模型,在验证模型的基础上,进行了气化过程的模拟仿真计算,分析了不同条件（温度、压力、催化剂添加量、H2O/PC）对石油焦气化制备富氢气体与富甲烷气体的热力学影响。结果表明:升高温度或者增大压力会使氢气的体积分数降低;增大H2O/PC质量比可以使氢气的体积分数上升;随着氯化镁添加量的增多,氢气的体积分数也会上升,当氯化镁添加量为5%时,氢气体积分数提高4%;当H2O/PC等于1.1时,甲烷体积分数达到最大;石油焦气化制取富甲烷气体温度不宜过高;增大压力有利于制取甲烷气体;随着氯化镁添加量的增多,甲烷的体积分数也会上升,当氯化镁添加量为5%时,甲烷体积分数提高7%。