萘催化加氢生成四氢萘和十氢萘,均为高价值产物,用传统分离方法分离这些产物必然消耗很大能耗;分壁塔作为节能潜力巨大的化工过程强化设备,能够以较低的能耗将多组分混合物实现高纯度分离。本文设计能够分离反式十氢萘-顺式十氢萘-四氢萘-萘四元混合物的 Kaibel 分壁塔(Kaibel Divided-wall column,KDWC)和 Petlyuk 分壁塔(Petlyuk Divided-wall column,PDWC)分离萘及其加氢产物。首先,用最小蒸汽量法对分壁塔的KDWC和PDWC两种模型进行简捷计算并得到最小蒸汽量图,发现KDWC各个区域所需蒸汽量均比PDWC所需蒸汽量多。随后,对两种分壁塔模型进行了严格模拟,由于严格模拟的多塔模型很难收敛,为此研究并详细阐述了 PDWC和KDWC的建立过程,通过逐步建立、逐步收敛和从三塔或双塔模型中寻找撕裂流股初值的策略建立KDWC四塔模型和PDWC八塔模型;建立KDWC双塔模型和PDWC三塔模型时,将塔顶采出和液相进料这一过程视为经过冷凝器得到、将塔釜采出和蒸汽进料这一过程视为经过再沸器得到。以年度总投资(TAC)为目标对KDWC和PDWC进行优化得到最优塔结构和操作参数。探究塔内分离状态和分离过程,发现KDWC中顺式十氢萘和四氢萘在预分离段中存在返混,反式十氢萘和萘在全塔中均不存在返混;在PDWC中,顺式十氢萘和四氢萘在预分离段和中间塔均存在返混;分析得出KDWC与PDWC节能潜力不同与二者分割方式有关:PDWC“先易后难”的分割过程使其更有节能潜力。另外,分液比和分气比与能耗息息相关,KDWC中不同的分气比对应的可操作区间不同,PDWC中主塔中的液相分配器对能耗的影响最大。最后建立传统分离模型并对其进行优化,并与KDWC和PDWC进行对比,发现分壁塔使冷凝器能耗、再沸器能耗和设备投资显著降低;KDWC与传统分离方法相比节省TAC32.3%,PDWC与传统分离方法相比节省TAC37.7%,PDWC与KDWC相比节省TAC8%。