我国特殊的能源禀赋决定了以煤炭为主体的能源消费结构在短时间内难于改变。而现代新型煤化工作为煤炭利用的重要方式可有效提高煤炭的综合利用水平,推动煤炭高效低碳化利用。其中,煤制甲醇作为现代新型煤化工的重要组成仍存在能耗大、碳排放高、大量低品位余热浪费等问题。我国的能源结构和利用水平下,节能降碳也仍是实现规模化降碳的重要手段,日本东京大学提出的三床耦合的循环流化床（TBCFB）煤炭分级分质利用技术能有效的提高煤炭的利用效率,提升煤炭综合利用的水平,以其为核心的煤基多联产系统,能够实现煤的高质高效低碳化转化。并且自热再生（SHR）作为一种新的能量循环理论,通过提高物流能质系数,使得低品位热量充分利用,从而降低系统能耗。因此本文主要以三塔式循环流化床（TBCFB）为基础的煤基多联产系统中甲醇合成工艺为研究对象,构建以TBCFB合成气为原料的甲醇生产新型工艺,利用大型化工流程模拟软件对该工艺进行模拟和模型验证,并利用自热再生理论进一步进行能量优化,主要完成以下工作。通过对三塔式循环流化床中的鼓泡流化床气化灵敏度分析,确定了用于甲醇合成的最佳水碳比。结果表明,当水碳比达到2.7时,TBCFB半焦气化产生的合成气CO和H2满足甲醇合成原料气的要求;以此为基础确定了以TBCFB半焦气化合成气为气源的甲醇合成新工艺。新设计的工艺中,TBCFB产出的原料气采用低温甲醇洗技术脱除其多余的CO2和H2S等酸性气体后,进行甲醇低压合成和三塔精馏精制,无需水煤气变换。利用化工过程模拟软件建立其模拟流程,并与工业数据对比,验证模型的准确性,然后对各单元进行能量分析,确定各单元能量目标。结果表明,甲醇合成单元为阈值问题,通过自身换热网路设计可以满足能量需求,且最大可以回收21604 k W热量,无需额外热源;低温甲醇洗单元和甲醇精馏单元为夹点问题,其中低温甲醇洗最大可以回收9113k W的热量,但仍然需要2105 k W的冷公用工程和1445 k W的热公用工程,甲醇精馏最大可以回收13985 k W的热量,还需要14375 k W的热公用工程和14229 k W的冷公用工程。在上述余热分析的基础上,确定低温甲醇洗和甲醇精馏单元自热再生优化方案及其操作条件,并对优化后的流程重新进行换热网络设计,然后与优化前的流程进行能耗对比,结果表明:自热再生优化后的TBCFB甲醇合成工艺能耗显著降低,其中低温甲醇洗单元冷公用工程节约了29.4%,而热公用工程节约了49.8%,总能耗节约了25.8%;甲醇精馏单元冷公用工程节约了69.5%,总能耗节约了26.1%。基于自热再生的TBCFB甲醇合成工艺显示出较大的节能潜力,为TBCFB低阶煤清洁转化多联产系统设计提供了理论基础。