精馏装置一直是石化工业中耗能最大的装置之一，传统的精馏过程由于不可逆性很大,所以能量的转化利用率很低。而精馏装置由于能耗大相对的节能挖掘潜力也就大，因此对于精馏节能技术的研究也一直备受关注。热耦合精馏节能技术开发时间不长，它的原理是通过改变塔的结构流程，利用内部流股的热量耦合使过程的不可逆性降低，从而节省了大量能耗减少了投资费用。本文以C4三组分的热耦合精馏为例，首先借助三塔模型把复杂的热耦合精馏过程简化为三个简单塔，从而可以利用Fenske-Underwood方程等进行精馏简捷设计得到塔板数和回流比等数据，为之后严格精馏设计提供初值。接着对耦合流股的位置、耦合流股的流量等进行优化，在最小气相流率的区间下配平物流使之达到产品的分离要求。接着运用Aspen软件，以C4三组分分离为例，分别对常规精馏直接顺序和间接顺序的分离流程进行模拟，并与热耦合精馏模拟的节能数据做对比。在模拟中发现对于相对挥发度相差较大的C4体系分离，直接精馏序列能耗与间接精馏序列能耗相差不大，而热耦合精馏相比之前两种序列节能明显，可达到25%左右。最后本文对不同分离因子和不同进料组成热耦合精馏进行了模拟研究，同时比较的有5种精馏序列。在通过模拟后发现当分离因子ESI≈1时改变进料组成对热耦合精馏节能数据影响最小，此时热耦合精馏适用性最大，另外当ESI<1时，提高进料中中间组分的含量对热耦合精馏节能率提升很大。当ESI>1时热耦合精馏节能率最低。一般情况下分离指数的减小或者进料中间组分含量的增加会使得精馏过程更为节能。本文对热耦合的精馏模拟步骤和节能率的模拟分析结果为今后的深入研究做了铺垫。