余热回收是提高能源利用效率、缓解世界能源危机的关键。尽管有机朗肯循环在余热回收方面取得了重大进展,但卡琳娜循环作为同样重要的余热回收技术尚未得到充分的研究。为此,本文针对目前循环结构与参数作用机制不清、循环与换热网络等过程缺乏有效集成措施等问题,开展基于动态夹点分析的热耦合卡琳娜循环系统优化方法研究。本文主要内容包括以下三个方面:（1）提出了一种基于动态夹点分析的优化卡琳娜循环和过程流股热集成的数学模型,推动了卡琳娜循环同步回收过程余热和循环系统优化研究。该模型考虑了系统流股的变热容特性,一是在不增加背景过程热公用工程消耗量的前提下,以集成系统的最大净产功为目标;二是考虑优化热公用工程消耗时,以集成系统的?耗最小为目标。两种工况均通过遗传算法优化卡琳娜循环的关键参数,分析余热回收系统的最大净产功/最小?耗与关键参数之间的关联机制,为余热回收提供了更有效的热力学路径。本文所提出的模型经过模型验证后,以碳捕集过程的余热回收为算例分析进一步证明了其可行性。其中,使碳捕集过程的效率损失降低了4.13个百分点,?耗减少11.3%。（2）为了提高基本循环结构的余热利用效率,克服目前多循环结构和循环参数难以同时优化的局限性,本文提出了一种耦合循环参数和循环结构的多卡琳娜循环同步优化设计的分层优化模型。该模型先基于拓展的D-G模型,以最大输出功率为目标,同步优化多循环之间以及循环与热源之间结构与参数的交互作用,提高热源利用率和余热回收效率。随后,基于拓展的转运模型以最大循环效率（热源出口温度最大）为目标优化热源及循环流股之间的换热匹配,获得最优的热源-多循环耦合结构。最后,采用热经济分析方法将所得的最优循环结构与级联式和基本式两种循环结构进行余热回收性能对比,验证本文所提模型的有效性。其中,最优的双卡琳娜循环耦合结构相比于级联式和基本卡琳娜循环结构,净产功分别提高了12.55%和34.89%,?效率分别提高了11.6%和8.49%。（3）针对工艺流程与余热回收之间相互作用复杂、难以进行同步优化等问题,本文提出了一种基于严格模拟的动力学建模方法与基于方程化的数学规划方法相结合的优化模型,实现过程综合与卡琳娜循环余热回收的耦合集成。以合成气制甲醇流程为研究对象,在不降低总转化率前提下,以集成系统的余热回收效率最大为目标,同时优化卡琳娜循环与合成气制甲醇流程的关键参数。将所得到的最优热力循环-合成气制甲醇结构与分步综合得到的结果进行比较分析,验证所提方法的有效性。其中,净产功提高了81.6%。