据报道,全世界每年因各种原因会导致上千万吨过期红酒需要处理,国内每年过期红酒总量也超过10万吨。该部分红酒不适宜饮用,且不允许排放,造成巨大经济损失。针对北方某红酒厂因未能销售而导致上万吨过期红酒需要处理的情况,开展本课题的研究。对过期红酒进行了有效成分的回收与利用,搭建了常压、减压的小试实验装置,以工厂过期红酒为原料进行了精馏实验;在此基础上设计和模拟了连续生产的热泵精馏侧采工艺流程,详细计算了年总操作费用TAC。利用响应面分析法对单塔精馏系统进行了能量优化,并与实际生产中的单塔侧采工艺进行了对比,为过期红酒有效成分的回收与利用提供了理论和技术支持。通过常压精馏试验和减压精馏实验对过期红酒有效成分进行了精馏分离,通过对采集的产物样品以不同比例进行了勾兑,得到了体积分数在50%(V/V)～70%(V/V)的产物白兰地,证明了精馏分离过期红酒有效成分的可行性。同时也对过期红酒与产品白兰地从酒精度、总酸、总酚、总糖和香气成分进行了差异性比较。对连续回收精馏系统的年度总费用TAC进行了详细计算。在精馏系统约束和分离目标的条件下,建立了热泵精馏侧采工艺,实现了对酒质的提升和年度总费用降低的目标。利用单因素优化和响应面法(RSM)对连续回收精馏流程进行了优化,确定了最佳的精馏塔工艺参数:精馏塔的塔板数为13块,进料位置为第6块板。在以提高酒质的目标条件下,确定了侧采位置为第5块塔板汽相采出。结果表明:在酒质提升的情况下,热泵精馏侧采工艺的TAC比普通连续精馏的TAC减少了6.726%。在酒质相同的情况下,比单塔侧采工艺连续生产工艺的TAC减少10.033%。热泵精馏过程中没有引入其他组分,既提高了过期红酒有效成分的回收,又减小了年度总费用TAC。