换热网络结构优化研究是石油化工过程系统节能优化研究的一个重要组成部分,对于石化工业合理利用热能、节约能源有着至关重要的作用。近几十年来,石化工业的节能优化研究得到了国内外众多学者的关注,并在一些发达国家得到了很好的应用,我国这方面的研究起步较晚,但在国家大力倡导可持续发展、节能减排的大背景下,换热网络优化研究将成为我国石化工业节能、降耗、减排的重要技术支撑。本文以某航煤加氢装置的换热网络为研究对象,利用无分流换热网络同步优化方法对该换热网络进行数学建模研究,使用遗传-模拟退火优化算法对数学模型进行求解。并应用化工过程模拟软件Aspen Plus对比了现行航煤加氢装置和优化换热网络之后的航煤加氢装置稳态模拟结果,通过Aspen Plus软件的分析表明,优化后的航煤加氢装置节能效果更好。同时也进一步证明了无分流换热网络同步综合优化方法应用在航煤加氢装置上的可行性,为其他过程系统的优化提供一定的经验。针对航煤加氢装置换热网络优化问题,本文的研究内容包括以下几部分：(1)通过对现行航煤加氢装置进行用能分析,可知其换热网络存在能量消耗量大,冷、热公用工程浪费严重等问题；(2)针对航煤加氢装置换热网络特点,应用无分流分级超结构同步优化方法建立数学模型。(3)分析遗传算法和模拟退火算法两种优化算法的优缺点,对两种算法进行优势整合,优缺点互补,形成遗传模拟退火算法对本文数学模型进行优化求解。通过在数学软件Matlab平台上编程优化计算本文数学模型。(4)分析整理计算结果,综合形成新的航煤加氢装置换热网络,重新设计该装置的流程,应用AutoCAD软件绘制优化换热网络之后的航煤加氢装置工艺流程图；(5)通过Aspen Plus软件的模拟分析,证明了无分流分级超结构同步综合优化方法与遗传模拟退火优化算法相结合对换热网络进行优化的方法具有可行性、可靠性,且优化效果良好。