精馏过程在化工和石油行业中是一种比较成熟且应用最广泛的分离技术，占据了分离过程的主要能耗。在目前节能减排的提倡下，提高精馏塔的热力学效率是非常重要的。隔离壁精馏塔（DWDC）作为热耦合精馏塔的一种特殊结构，是一种新型的节能塔。与常规精馏塔相比，DWDC具有设备投资小和热力学效率高等优点。虽然在工业中的实际应用过程中为精馏技术带来重大的突破，也得到了应用，但却难以深入推广，其根本原因在于预分离塔和主塔之间强烈的耦合限制了它的设计和操作范围，即在四点浓度（三个主要产品的纯度和中间产品的杂质比）控制下存在所谓的设计与操作黑洞问题。为了解决这一问题，本课题提出了一种全新的过程综合、设计与操作策略，即通过增加主塔中间产品的采出股数来弥补隔离壁精馏塔设计与操作黑洞。中间产品出料的位置和流量作为协调预分离塔和主塔之间相互关系的决策变量，并且设计了一个有效决定这些值的简单过程。本文以理想物系和实际物系（乙醇，丙醇，丁醇）的分离为例，对论文中提出的新策略的可行性和有效性进行了系统研究。稳态分析和动态研究结果表明，多个中间产品出料能够完全弥补隔离壁精馏塔设计与操作的黑洞问题。同时，适当多个中间产品出料也能获得较小的能量费用，节省了隔离壁精馏塔的投资成本。这一全新的操作策略具有广泛意义，也能有效的适用于分离热力学性质差异更广泛的三元混合物的隔离壁精馏塔的综合与设计。