改革开放将近40年以来,中国的经济获得了飞速发展,已经发展成为全球第二大经济体。随着经济的快速增长,同时也伴随着环境污染日益严重、能源消耗逐步攀升的问题。能源和环境效率评价分析是我国可持续发展战略中的关键问题。流程工业是一个高能耗、高污染的产业,而乙烯工业作为龙头行业是能耗最大的流程系统之一,对其进行能源和环境效率评价研究,可以为流程工业的生产以及节能减排方案的制定和推行提供重要的信息。数据包络分析(DEA)已经广泛应用于能效评价体系中,但由于数据包络分析基本模型种类较多,并且各自的特点和适用范围不同,导致在不同领域能效评价中准确度不同,选取合适的基本模型能够提高评价结果的灵敏度和准确度,从而能更好的指导生产和提高能效。另外,目前乙烯生产装置的效率评价研究对环境因素考虑不足,作为高能耗高污染的乙烯工业有着巨大的节能减排潜能,然而针对这种情况缺乏较为全面的能源和环境效率评价分析。本课题基于原理对不同基本模型进行了比较分析,通过乙烯实际生产数据验证得到了适合乙烯能效评价的基本模型。在此基础上,提出了针对乙烯生产效率评价的环境DEA模型,将投入分为能源投入(Energy Inputs)和非能源投入(Non-energy Inputs),产出分为期望产出(Desirable Outputs)和非期望产出(Undesirable Outputs),并且对每一个投入和产出设定了效率变量,从而实现对乙烯装置的能源和环境效率全面的评价分析。本文还引入了环境表现指数(EPI)来评价不同决策单元(DMUs)的整体效率。本文所提出的思想方法实现了对乙烯装置的节能减排潜能量化分析的目标,同时有助于提高乙烯生产效率。本课题的实验都基于收集到的近5年我国经典乙烯装置的实际生产数据。提出的算法和思想在实际乙烯装置进行了应用验证,有利于乙烯生产的节能减排的政策制定,指导实际生产,提高生产效率。