以某石化炼油厂第一套常减压蒸馏装置模拟及其换热网络的优化为研究对象,运用基于序贯模块法的大型流程模拟软件Aspen Plus对该蒸馏流程进行了模拟求解,模拟结果较好的满足了系统工艺的要求；在流程模拟的基础上提取常减压蒸馏过程中参与换热的冷热流体的数据。建立了换热网络的MINLP数学模型,对常减压装置的换热网络进行了基于改进的粒子群优化算法的综合优化设计,获得了无分流的换热网络。(1)本文利用大型化工流程模拟软件Aspen Plus对整个常减压蒸馏装置进行了模拟。模拟计算中,塔模型选择了软件所提供的PetroFrac模型中用于处理石油炼制工业中所有复杂气液分馏操作的严格模型,热力学模型采用了适合于石油物系的BK10模型用于计算物流的热力学性质和传递性质。500万吨/年的流程模拟结果表明,塔内温度和压力以及汽液相流率沿塔板的分布情况实际蒸馏操作中的分布情况相吻合；各产品性质也满足生产工艺的要求。(2)在换热网络超结构基础上,建立了以投资费用和运行费用最小化为目标函数的换热网络的粒子群优化算法模型,运用改进的粒子群算法求解了典型换热网络(有分流换热网络模型求解过程中,物流混合方式采用了非等温混合),通过优化结果的比较可知该方法能够更加合理地分配换热设备换热量的分布,从而可以证明该方法综合换热网络的可行性；另外,由于不需要凭借丰富的设计经验来指导换热网络的综合,故而相对比较简单,容易被掌握。(3)进行了常减压蒸馏装置无分流换热网络的综合设计。首先将可能参与换热的过程物流及其他物流基础数据从流程模拟结果中提取出来,以此为基础,针对这些物流进行换热网络综合设计,建立换热网络的MINLP数学模型,运用改进的粒子群优化算法进行求解,得到了年度费用最小的无分流换热网络。