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石化生产的聚丙烯尾气中含有大量轻烃气体,具有很高的回收利用价值。膜分离技术作为一种低能耗、操作简便的分离方法被越来越多地应用于聚丙烯尾气回收及相关轻烃回收过程,随着国家相关节能减排政策的提出,实现高经济效益、低能源消耗及环境负荷的工业膜分离过程重要性日益提高。生命周期评价作为一种用来评价生产过程生命周期环境影响和资源利用的方法,可以用来评价从原材料开采、运输到产品生产、使用整个过程的环境负荷、资源消耗及经济成本,从而实现对生产过程的多角度评价。因此本文以工业聚丙烯尾气回收系统为背景,建立了结合过程模拟模型、生命周期评价模型的膜分离过程生命周期评价模型,实现了从生命周期角度的工艺优化。研究内容及结果如下:（1）建立过程模拟模型及生命周期评价模型。对聚丙烯尾气回收工艺进行过程模拟,并与原设计进行了对比,证明了模拟结果的可靠性。结合过程模拟模型和生命周期评价模型,分别从三大角度建立生命周期评价模型,进行过程的生命周期评价:提出了膜分离过程生命周期3E评价的方法,建立了5个单项指标模型,用以计算该工艺在经济、能源、环境等方面的具体表现;基于国家节能减排政策的要求,提出了包含CO2等污染物排放量、初级能源消耗的1个“节能减排指数”模型;运用客观赋权法对生命周期评价指标进行耦合,建立了1个“耦合评价指标”模型,用以计算工艺在经济、能源、环境等方面的综合表现。由此形成过程生命周期评价的三大角度“5+1+1”评价模型。（2）聚丙烯尾气膜分离系统的生命周期3E评价及影响因素分析。运用以上提出的化工过程生命周期3E评价5个单项指标模型,分别从经济、能源、环境等角度探究了聚丙烯尾气回收过程公用工程消耗及设备制造的贡献,并找出对经济效益、能源消耗、环境负荷贡献最大的环节;在此基础上分析了膜面积、压缩机出口压力、冷凝温度对评价指标的影响,以期为工艺的优化提供相关指导和建议,例如在三段膜面积分别为120、120、40m2和冷凝温度为-13℃时,压缩机出口压力可选择2.5MPa,此时“有效能效率”达到最大值。（3）聚丙烯尾气膜分离系统的过程优化。分别从生命周期的三大角度进行过程优化。首先,以生命周期3E评价5个单项指标为目标函数,通过改变相应的工艺参数和流程,分别从生命周期经济、能源、环境等角度对尾气回收过程进行优化;其次,通过改变相应的工艺参数和流程,优化了“节能减排指数”,得到了考虑经济效益的环境影响和用能最小化的回收工艺为原三段流程,其三段膜面积分别为89.6、22.2、60m2,压缩机出口压力为2.39 MPa,冷凝温度为-40℃;然后,以“耦合评价指标”为目标函数,从而得到最优流程为两级三段流程、其三段膜面积分别为116.6、57.8、38.3m2,压缩机出口压力为2.26MPa,冷凝温度为-40℃时;最后还对上述几种评价方法的优化结果进行了对比,确定了“耦合评价指标”优化出的结果即为最优流程和参数。