摘要：苯、甲苯、二甲苯作为重要的基础化工原料，目前主要来源于石油裂解，而我国富煤少油，同时煤基甲醇产能过剩，因此需积极发展煤基甲醇制芳烃（MTA）生产工艺，对石油制芳烃进行补充，同时在“双碳”背景下，需加强节能减排。利用Aspen相关系列软件对MTA工艺进行模拟及换热网络优化，把MTA的工艺流程主要分为4个部分，即甲醇芳构化单元、芳烃—非芳烃分离单元、芳烃分离单元和非芳烃分离单元。根据不同的物质及操作条件对各单元选取了不同的物性方法，分别为PRMHV2、UNIFAC、SRK、PENG-NOB，并对动力学参数进行了修正，采用修正后的动力学进行模拟，得到模拟结果与实验结果基本一致。在此基础上，对工艺进行全流程模拟，为提高产能和设备的利用效率，采用灵敏度分析，对反应器进行优化，确定最佳反应条件为470 ℃，催化剂用量为7000 kg；对萃取精馏塔进行优化，确定最佳萃取剂用量为10000 kg/h；对甲苯提纯精馏塔进行优化，确定塔板数为59，进料位置为29，回流比为3。最终主产物模拟结果为：纯度97.89%的苯产量397.28 kg/h，纯度99.99%的甲苯产量2772.81 kg/h，纯度99.99%的二甲苯产量5486.49 kg/h。然后采用变压精馏、完全热耦合精馏的方法对工艺进行节能改造，变压精馏节约43%的能耗，CO2排放量降低227.3 kg/h；完全热耦合精馏节约56.26%的能耗，CO2排放量降低185.5 kg/h。最后利用Aspen Energy Analyzer对工艺流程进行换热网络优化，节约了52.82%的能耗即36.34 MW，减少了64.40%的CO2排放量即6282 kg/h。
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