随着中国煤化工的快速发展,煤制天然气作为一种补充能源燃料,相关项目近年来在全国各地快速推出。然而,已建成的大型煤制气项目装置运行经济性和可持续性不足的问题也逐渐凸显。因此,有必要思考流程与工艺创新,调整优化生产结构,推动项目的可持续性发展。本研究是在课题组已有研究的基础上,将研究工作延伸到合成气深冷分离领域。本文讨论了一种固定床煤气化联产LNG-甲醇工艺,并对关键单元进行了模拟。其目标是寻找低收入煤制气工艺的改进（该工艺使用相同的原料,但生产利润率较低的单一合成天然气产品）。在LNG-甲醇联产工艺中,有两个创新方面:首先,该工艺酸气脱除装置分离出的CO₂部分可回用于甲醇合成反应,提高了碳元素利用率,减少了碳排放。其次,在联产流程建模的基础上,针对合成气深冷分离甲烷过程,进行了能量网络的分析和计算,修正了深冷模型。研究表明,LNG-甲醇联产工艺流程可生产64.2万吨/年LNG,136.8万吨/年甲醇。该过程需要的原料煤量与单产20亿标立方煤制天然气相同,而碳元素利用率达到39.6%,过程能效为53.1%,较后者分别提高了4.9%和2.7%。过程CO₂排放减少13万吨/年,碳元素更多的进入高附加值的产品结构中,系统内部收益率由13%增长到19%。尽管新工艺能耗提高了9.3%,但在结合深冷工艺物流特性,分析讨论节能优化空间并验证假设案例后,模拟结果显示:（1）降低合成气进料温度,（2）提高制冷剂进料压力均可以有效地减少深冷分离过程的能耗,最终可减少热负荷30,446 k W,比原模拟过程下降27.6%,达到分析修正深冷模型的目的。因此,针对煤制气项目现存问题,固定床煤气化联产LNG-甲醇路线提供了一种生产改造建议:合成气分离甲烷工艺与煤制化学品流程衔接,以形成煤炭资源高效利用的生产系统。此过程系统追求过程元素利用率和能效较优的目标,并考虑工艺创新性和经济性问题,以实现可持续生产并创造社会价值。