萃取精馏作为重要的分离技术,不仅在化工生产领域得到了推广和运用,同时也常被应用于医药生产、石油炼制、生物研究、环境保护等方面。本文采用Aspen Plus模拟软件对N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)作萃取剂分离苯-环己烷-甲苯萃取精馏过程进行了优化和设计。通过分析文献报道的汽液相平衡数据研究了DMF、NMP与苯-环己烷-甲苯共沸体系的相行为,考察了回归热力学模型参数与内置热力学模型参数对萃取精馏过程的影响。本文选择DMF和NMP作萃取剂分离苯-环己烷-甲苯并研究了萃取剂与分离体系的相行为,研究结果表明:Aspen Plus软件内置热力学模型参数描述甲苯-DMF和环己烷-NMP体系的相行为与实验数据偏差较大。利用改进的汽液平衡釜测定了101.3 kPa下甲苯-DMF、苯-NMP和环己烷-NMP体系的汽液相平衡数据。分别采用Herington和Van Ness检验方法对测定的常压汽液相平衡数据和文献报道的等温汽液相平衡数据进行了热力学一致性检验,并采用NRTL、Wilson和UNIQUAC活度系数模型对实验数据进行关联并获得回归热力学模型参数。基于序贯迭代法和年度总费用(TAC)最小目标,利用自主开发的萃取精馏优化软件对DMF分离苯-环己烷-甲苯和NMP分离苯-环己烷萃取精馏工艺进行优化,比较了不同热力学模型参数对工艺流程的影响,结果表明:采用回归热力学模型参数设计的DMF分离苯-环己烷-甲苯萃取精馏工艺的操作费用和TAC相比文献采用内置热力学模型参数设计的萃取精馏工艺分别低7.58%和9.72%;采用回归热力学模型参数设计的NMP分离苯-环己烷萃取精馏工艺的操作费用和TAC相比采用内置热力学模型参数设计的萃取精馏工艺分别低31.17%和36.82%。本文研究结果表明回归热力学模型参数可准确描述混合物的相行为,通过计算TAC进一步说明热力学模型参数对萃取精馏过程设计的重要性。在萃取精馏过程的研究和开发过程中,相行为和热力学模型参数应该受到更多的关注。