传统的过程设计通常以经济为目标，不能满足新时期环境友好过程开发与设计的要求，为此研究绿色过程设计的理论和方法具有重要的理论意义和应用价值，这方面的研究也是国际绿色化学化工的前沿热点课题。本文对绿色化工过程合成与设计的理论与方法进行了系统的研究，提出了化工过程环境影响定量评价的绿色度方法，建立了以绿色度和经济为目标函数的多目标优化算法和绿色过程合成方法，并结合实际工业体系验证了新建立方法的可行性。　　 本文的主要创新性成果如下：　　 1)建立了环境影响定量评价的绿色度方法。现有的环境评价方法主要是一些专用或单一类型指数评价方法，不能全面地反映过程的环境影响性能。为了比较全面、客观的评价过程的环境影响性能，本文建立了环境指数数据库，包含2665种物质，8类环境影响指数。通过对这8类指数的基准化及数学加权处理，提出了表征物质环境影响性能的绿色度指数。以此为基础，提出了过程绿色度的定量表达式及评价方法，建立了过程绿色度的计算软件。　　 2)以绿色度和经济为目标，建立了多目标优化方法。采用非劣排序的遗传算法(NSGA-II)对多目标的化工过程模型进行求解，得到Pareto优化解集，并提出了逼近于理想解排序的决策方法(TOPSIS)来获得最优解，实现了化工过程经济目标和环境目标的同时优化。对碳酸二甲酯-甲醇体系的分离过程进行了实例研究，结果表明变压精馏分离方法(PSD)的绿色度总体优于萃取精馏，与实际工业过程结果一致。　　 3)将绿色度引入通用的超结构模型中，建立了共沸分离过程合成新方法。采用热力学原理缩小模型解的搜索空间，建立了热力学原理与数学方法结合的求解方法。对异丙醇-水共沸分离过程进行了研究，结果表明环己烷为夹带剂的共沸分离过程优于以苯为夹带剂的分离过程，获得了绿色度和经济性协调最优的工艺流程，为工业过程的设计提供了科学依据。