精馏作为化工行业中主要的分离手段,虽然相对其它分离技术有着很多的优势,但却掩盖不了其能耗过高的弊端。反应精馏与热耦合精馏塔是过程强化与集成的重要应用,而反应精馏原理和热耦合原理结合起来,便构成了新型的热耦合反应精馏塔。内部热耦合反应精馏塔和差压热耦合反应精馏塔分别结合了两种热耦合精馏技术与反应精馏的优势,是反应与分离同时进行、高度强化的复杂技术,可以进一步提高反应转化率和选择性、降低能耗。若能加快此两项技术的开发和工业化应用步伐,对于推动我国石油、化工行业的发展,建设资源节约型社会具有重要政治意义和经济效益。本文以丙烯丙烷分离体系为例,阐述了内部热耦合精馏塔模型的建立过程,分析了此新型系统的自由度,并使用Aspen Plus软件成功建立了分离体系模型,由模拟结果阐述了内部热耦合精馏塔流程比常规精馏塔流程节能降耗的效果及原因。以乙酸甲酯的合成体系为例,将其应用于内部热耦合反应精馏塔以及差压热耦合反应精馏塔,利用Aspen Plus软件成功建立了模型,由模拟结果阐述了两种热耦合反应精馏流程比常规反应精馏流程节能降耗的原因。分别对压缩机压缩比、醇酸进料比、回流比、乙酸进料位置、甲醇进料位置、催化剂浓硫酸进料位置、主塔两塔段塔内板间换热量、各物流进料温度以及反应段高度进行了单变量分析,进一步确定了各个变量的最佳值。在单变量获得初值的基础上,分别对两种热耦合反应精馏流程的能耗及CO₂排放量以及热力学效率方面与常规反应精馏流程进行了全面的性能分析与比较。通过比较发现,热耦合精馏技术不仅在节能减排上有很大优势,还在热力学效率上有所提高,充分说明了热耦合精馏技术在反应精馏应用上的较大优势。