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对二甲苯(PX)作为重要的有机化工原料被广泛用于合成树脂、医药、化纤和农药等化工领域。工业上常用的生产工艺是芳烃联合装置和甲苯择形歧化,但目前甲苯烷基化工艺具有高甲苯利用率、高对二甲苯选择性的特点,被认为更有前景。现有的甲苯烷基化制对二甲苯工艺可实现高的对二甲苯选择性,但甲醇转化率仍低至70.0%,需要甲醇回收循环系统,并且下游分离轻组分(甲醇、甲苯)时甲苯的损失量较多。针对传统工艺中存在的问题,本课题提出强化甲苯烷基化合成对二甲苯工艺,解决工艺中因反应不完全而存在甲醇、甲苯双组份分离循环的现状,开发出一个基于甲醇完全转化省略甲醇分离回收系统的对二甲苯生产新工艺流程来增加过程竞争力。使用Aspen Plus中自带的灵敏度分析工具和序列二次规划(SQP)优化方法得到了高甲醇转化率和高对二甲苯选择性的最佳反应条件。结果发现甲醇转化率可以达到98.0%,对二甲苯的选择性为92.0%,与现有工艺相比,反应温度和反应压力稍微有所提高,分别为442.5~?C和4.0 bar,但去除了甲醇回收循环系统并减少了下游甲苯损失,所改进的工艺显著降低11.7%的投资成本和13.4%的运营成本。在此基础上,本课题采用Aspen Energy Analyzer中的夹点分析技术对流程进行换热网络优化,以提高能量效率。结果发现热集成后流程操作成本进一步降低了22.3%。在过程强化的情况下,相比现有工艺,总的年投资成本(Total Annual Cost,TAC)减少了27.8%,二氧化碳排放量减少了40.2%。