精馏是化工行业中最重要的分离方法,目前世界上已有超过40000座精馏塔设备。精馏过程虽然应用广泛,但其耗能巨大。据文献报道,精馏操作耗资占工厂运行投资的50%以上。因此,探索节能有效的精馏操作方式成为了学者们的研究重点。间壁式精馏塔不仅节能效果显著,还大大减小了设备投资,因此受到了工业和学术界的广泛关注。间壁式精馏塔结构复杂,自由度较多,其结构的复杂性为建立其准确模型带来了困难。目前商业流程模拟软件中都没有关于间壁式精馏塔的模型,大都利用两塔、四塔或者循环泵模型近似模拟,且都不具备考虑间壁换热的条件。鉴于此,本文先利用简捷算法对间壁式精馏塔进行初步设计,再建立了间壁式精馏塔的严格模型,并考虑了间壁换热的影响,并在基于面向方程法的gPROMS软件中实现模拟求解。为了与现有文献进行对比,本文以苯-甲苯-对二甲苯(BTX)体系的分离为例,对不考虑间壁换热的间壁式精馏塔先进行了模拟,结果与文献基本近似。在此基础上,本文先探讨了气、液分配比,预分馏塔顶中间组分回收率对热负荷的影响；再讨论了间壁两端的气液混合效应,并以总热负荷最小为目标函数进行优化计算。结果表明,气、液相分配比对间壁式精馏塔的热负荷影响重大,合理的气、液相分配比可减小间壁两端的气液混合效应,从而减小热力学不可逆性,减小热负荷。同时,本文还进一步发现间壁两侧是有传热推动力的,理论上是有间壁换热现象的存在的。继而又对考虑了间壁换热的间壁式精馏塔进行模拟研究,在此基础上探讨了气、液分配比对热负荷的影响,并以总热负荷最小为目标函数进行优化计算;再对比分析相同条件下有、无间壁换热的结果,对间壁换热是否有利进行了分析讨论;进而定性探讨了传热系数对再沸器热负荷的影响。上述结果表明：气、液相分配比对考虑间壁换热的间壁式精馏塔的热负荷有着重要影响,合理的分配比可减小再沸器热负荷。间壁换热的存在是否有利与操作条件有关。当操作条件的气、液分配比更接近无换热的最优条件,则此时间壁换热的存在是不利的,会明显增加再沸器热负荷；反之,则间壁换热有利,能够减少再沸器热负荷。当间壁换热有利的时候,任意传热系数下进行的换热都可降低再沸器热负荷;而间壁换热不利的时候,随着传热系数的增大,再沸器热负荷也会显著增加。