甲醇是一种化工工业生产中的重要的基础性物料,做好其的生产对提高某些化工产品的生产效率从而增加经济利益有着十分重要的意义。目前,甲醇的生产方式大部分都是基于天然气水蒸汽催化转化制合成气,从而制甲醇。然而,这种方法制取的合成气氢碳比偏高,当用这种氢碳比偏高的合成气合成甲醇时,氢气的利用率很低,过量的氢气相当于惰性气体,需要在循环过程中排放,同时带出大量的CO和CO₂使碳利用率下降,造成运行消耗的增加。因此,实现甲醇新鲜合成气的氢碳比最优化是甲醇生产节能降耗的一个关键,而优化氢碳比最主要的方法就是补碳,即加入二氧化碳。本文提出了一种使用天然气原料,采用一段蒸汽转化和二段甲烷二氧化碳转化相结合的联合转化的新补碳工艺来生产甲醇,并用大型流程模拟软件Aspen plus对其进行了全流程模拟。该联合转化新补碳工艺引进了一种新的合成气生产工艺,即甲烷二氧化碳重整工艺（DMR）,但该工艺的反应强吸热,所需温度高,能耗高,且催化剂易积碳。因此,将天然气蒸汽转化反应与其结合,使CH₄、H₂O和CO₂在甲烷二氧化碳重整反应器中混合转化,水蒸气的存在可减少甲烷二氧化碳重整反应中积碳的危害,还可将合成气中的氢碳比调节为理想最优值,提高氢气的利用率。总的来说,该联合转化新补碳工艺改变了合成气转化技术,使生产出的合成气更适宜于甲醇合成,这对甲醇生产的改进和优化有很好的现实指导意义。首先,文中选取了应用最为广泛的一段蒸汽转化炉后补碳工艺进行了全面的分析,利用了软件Aspen plus对其整个生产流程进行了模拟及分析,并且找出了其中的不足,最后在补加二氧化碳思路的基础上开发了应用创新天然气转化方法的甲醇生产新流程。然后,在Aspen plus软件中选择了甲醇生产全过程中所需的设备模块和合适的物性方法,将联合转化新补碳工艺的生产流程进行了模拟及分析。最后,将一段蒸汽转化炉后补碳工艺与联合转化新补碳工艺从技术性、经济性、环境性三个方面入手进行分析和比较,比较结果说明了联合转化新补碳工艺比一段蒸汽转化炉后补碳工艺更符合工业生产的经济性和可持续发展的要求。联合转化新补碳工艺能够有效的降低甲醇生产过程中的氢气排放量、提高二氧化碳转化率和总碳转化率,以及总的能量消耗,从而降低单位甲醇生产对天然气等能源的消耗量以及二氧化碳的排放量。经济计算结果是运用Aspen Process Economic Analyzer软件得到的,其为在现实生产中做好对于甲醇生产经济的评估有很好的指导意义。总的来说,联合转化新补碳工艺在实现了二氧化碳更高效利用的同时减少了甲醇生产中的二氧化碳排放量。更重要的是,其在提高了生产的经济效益的同时实现了甲醇生产的节能与环保。