精馏过程具有连续操作和处理量大等特点,也是化工过程中的能耗大户,广泛的应用于两组分甚至多组分混合物的分离。在多组分物系的分离过程中,隔板精馏塔与常规精馏塔序列相比具有较好的节能效果。隔壁塔是一种内部热耦合塔,通过在普通精馏塔内部沿纵向安装一块或多块隔板后成为一种在热力学上与Petlyuk塔等效塔。隔壁塔在实现多组分混合物的分离时能消除中间组分在塔内部返混,减少能量消耗的同时又提高了热力学效率。但是,隔壁塔内部自由度较多,塔内部工艺计算复杂,增加了气相在隔壁两侧按需分配的难度;而气体分配比又是隔壁塔工业化应用的关键技术之一,所以需要打破瓶颈才能加快隔壁塔工业应用的进程。目前工业生产中,隔壁塔内隔板两侧自动分配的气体分配比往往不能达到隔壁塔最优操作条件。本文提出了一种新型隔壁塔内部的Ⅰ型气体分配装置用于灵活调节隔壁塔内的气体分配比,并利用ANSYS CFD建立了三维模型并进行了非结构网格划分,采用双欧拉均相多相流模型,标准k-ε湍流模型,对此装置进行数值模拟研究;通过对模型内气液两相的流动情况进行监测以及隔板两侧的气体流量计算,模拟结果显示:此新型气体分配装置能够较好的对塔内的气体进行分配。在Ⅰ型气体分配装置的基础上进行结构优化,并提出了Ⅱ型气体分配装置。Ⅱ型气体分配装置由两个相同结构的D型部分组成。通过搭建直径600mm有机玻璃塔,以空气-水系统对该装置进行性能测试,结果显示:实验效果与仿真模拟效果一致性良好。基于隔壁塔的节能工艺,以正己烷-正庚烷-正辛烷物系的分离为对象,提供一套完整的设计优化方法。基于Fenske-Underwood-Gilliland-Kirkbride方程建立三塔简捷设计模型,得到隔壁塔设计过程中所涉及的一些主要的工艺参数,基于简捷计算结果建立隔壁塔严格计算模型。并针对隔壁塔进行动态分析,在稳态运行的基础上,添加进料流量和组成变化±10%的扰动,对比考察有无气体分配控制结构的动态响应效果。结果表明:在加入进料扰动后,无气体分配装置的结构的控制回路受扰动的影响大,且恢复平稳的时间长;含气体分配装置的结构可以有效降低恢复平衡的周期。