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分壁式精馏塔(Dividing Wall Column,简称DWC)是热耦精馏的特殊类型,即在普通精馏塔内设置一竖直隔板,此结构能使得多股物流同时在塔内进行传质、传热,在一个塔壳里实现通常需一个常规精馏序列才能完成的分离任务。本文以分壁式精馏塔为研究对象,采用Aspen Plus流程模拟软件对其进行模拟研究,并自行设计和建立DWC小试实验装置对其进行实验研究,以期达到揭示DWC结构及分离原理、打通DWC设计计算瓶颈的目的。首先,研究DWC模拟计算方法。基于Fenske-Underwood-Gilliland方法,建立了DWC分离三组分混合物的简捷计算数学模型及模拟模型,以及简捷计算的约束条件；建立了DWC严格计算的模拟模型。其次,以乙醇-正丙醇-正丁醇三元物系的分离为对象,采用Aspen Plus流程模拟软件对常规精馏两序列进行模拟研究,对其操作参数进行模拟调优；同时对分壁式精馏塔进行简捷计算及严格计算,并对其操作参数进行模拟调优；对分壁式精馏塔进行节能分析,与常规精馏两序列比较,分壁式精馏塔的冷凝器负荷分别减少33.45%和35.58%、再沸器负荷分别减少33.79%和35.92%。自行设计和建立了DWC小试实验装置,采用乙醇-正丙醇-正丁醇三元物系,对其操作特性进行实验研究,包括正交试验和单因素条件实验,讨论其对DWC分离效果的影响,并获取最优的操作条件。基于实验结果,利用Aspen Plus流程模拟软件对DWC分离醇类三元物系进行简捷计算与严格计算,实验值与模拟值吻合较好,平均相对偏差均在较小范围之内。最后,利用Aspen Plus流程模拟软件中的数据回归系统对糠醛萃取精馏甲醇-碳酸二甲酯体系进行相平衡数据回归计算,确定了合适的热力学物性方法；对常规萃取精馏模型和分壁式萃取精馏塔进行模拟计算,并进行节能分析,揭示了分壁式萃取精馏塔节能的原因。通过对分壁式精馏塔的模拟及实验研究,对DWC分离特性和设计参数的确定作了研究,研究结果为分壁式精馏塔的工业实际应用、现有精馏装置的节能改造提供了基础。