甲苯和正丁醇形成最低共沸物,普通精馏无法实现有效分离。基于技术可行性和节能考虑,本文采用变压精馏及热集成工艺对甲苯-正丁醇体系的分离进行系统研究。基于Aspen Plus模拟平台,采用NRTL的物性方法模拟计算不同压力下的甲苯-正丁醇的共沸数据。通过考察不同压力下共沸组成的偏移程度,表明该体系具有压力敏感性,确定变压精馏分离工艺。对不同操作压力下的变压精馏工艺进行模拟,确定低、高压塔的最优操作压力分别为0.2、1.0atm。研究无热泵的部分热集成和完全热集成工艺。由高压塔塔顶冷凝器热负荷与低压塔塔釜再沸器热负荷的数量关系确定热集成方案,若前者小于后者,采用部分热集成,反之,采用完全热集成。以年度总费用(TAC)最小为目标函数并给出相应的工艺优化方案,结果表明：部分和完全热集成相对传统变压精馏节省TAC分别为11.8%和18.0%,完全热集成更具有优势。对含热泵的热集成工艺进行模拟研究,基于TAC最小对变压-闭式、变压-塔釜节流式和变压-塔顶蒸汽压缩式热泵精馏三种热集成工艺进行系统优化,考察精馏塔的操作参数(进料位置、回流比、理论板板数)和热泵工艺的操作参数(塔顶蒸汽采出量、压缩机出口压力、节流阀出口压力等)对TAC的影响,确定最佳的工艺操作参数。针对最优工艺,通过分析精馏塔内的浓度、温度及汽液相流率分布曲线考察工艺的合理性。从经济性角度表明研究结果：经济优劣顺序依次为变压-塔顶蒸汽压缩式热泵精馏、变压-塔釜节流式热泵精馏、变压-闭式热泵精馏,相对传统变压精馏节约TAC依次为18.2%、14.0%、5.5%。本文所研究的分离甲苯.正丁醇的热集成工艺为类似共沸物分离的节能改进提供参考,对实际生产过程具有一定的指导意义。