丙烯，作为现代石油化工的基础原料，在国民经济中具有非常重要的地位。丙烯主要来源于原油热裂解。热裂解获得的碳三馏分中含有丙炔（MA）、丙二烯（PD）等杂质，需要加氢脱除。本文首先将催化加氢引入脱乙烷塔提馏段，形成催化加氢-脱乙烷塔耦合工艺，并使用Aspen Plus软件对该过程进行了模拟。该工艺一方面利用精馏塔的分离特性提高反应选择性，另一方面利用加氢反应热分担再沸器的热负荷。模拟结果表明，反应选择性可以提高13.8%，再沸器热负荷可以节约9.91%。之后，本文利用丙烯塔MAPD富集于塔釜的特点，将催化加氢引入丙烯塔提馏段，提出了催化加氢-丙烯塔耦合工艺，并进行了严格模拟与研究。模拟结果表明，反应选择性可进一步提高34%。常规原油热裂解制丙烯过程中，需要使用高耗能的精馏技术对不同碳原子数馏分进行逐一分离，因此节能是一个非常重要的课题。对于多塔的分离，采用能量耦合可以提高精馏过程的可逆性，从而大大降低能耗。本文将催化精馏与能量耦合相结合，充分利用二者的优点，提出了用碳三选择性加氢部分能量耦合催化精馏工艺代替脱乙烷塔、加氢反应器、丙烯塔的常规流程，对该工艺进行了严格模拟优化，并对其特性进行分析。从模拟结果可以看出，碳三选择性加氢部分能量耦合催化精馏工艺可以使丙烯收率提高0.74%，年度冷公用工程费用降低2.44%。最后，本文又提出了用碳三选择性加氢全热耦合催化精馏工艺代替预脱甲烷塔、脱乙烷塔、加氢反应器的常规流程，对该工艺进行了严格模拟优化，并对其特性进行分析。模拟得结果显示，碳三选择性加氢全热耦合催化精馏工艺可以使丙烯收率提高0.46%，年度冷公用工程费用降低14.6%。