隔壁塔是解决石油、化工领域中精馏系统能耗高、热力学效率低等问题的极具潜力的设备，研究表明相比于常规精馏序列，隔壁塔可节约能耗10％-60%，节省设备投资10%-50%，隔壁塔具有极大的研究价值和工业应用前景。隔壁塔的特征结构是在精馏塔内放置一竖直隔板，隔板将精馏塔分成预分馏塔和主塔，预分馏塔起到初级分离混合物的作用，主塔起到进一步分离预分馏塔塔顶物流和塔釜物流的作用。预分馏塔与主塔间的内部耦合流股使得隔壁塔在一个塔壳内实现了通常需要常规精馏序列才能完成的分离任务，避免返混现象，降低能耗与设备投资。目前，隔壁塔的理论研究和过程设计多建立在完全热耦合精馏塔的基础上，即忽略隔壁塔的隔板两侧传热过程，这使得隔壁塔的模型与实际过程存在一定偏差，给设计优化和操作调控带来困难。　　本文将具有不同隔板两侧传热过程的隔壁塔模型作为研究对象，利用模拟和实验手段建立、验证并修正模型，分析隔板两侧传热过程的热耦合效应、传热优化过程的算法与节能机理，旨在通过研究来提高隔壁塔的仿真设计准确度，进一步挖掘隔壁塔的节能潜力，扩大工业应用，本文的主要内容如下：　　首先，研究了隔壁塔建模前的初步设计方法，用于隔壁塔参数的初值估算，包括利用Underwood-Fenske-Gilliland联合方程法进行的隔壁塔简捷计算设计，以及以此为基础进行的隔壁塔严格模拟设计，得到严格模拟的简化优化方程。　　其次，在隔壁塔初步设计结果的基础上，利用化工模拟软件Aspen Plus和实验数据建立、验证并修正跨壁绝热隔壁塔模型和跨壁完全传热隔壁塔模型，分别考察多因素交互作用对模型的影响，研究发现：相比于隔板两侧绝热过程，传热过程使得变量间的交互作用程度降低，能耗上升，隔板两侧传热过程对隔壁塔存在影响；以最佳操作区域作为限制约束条件，分析并筛选适合于搜索最佳工艺参数的模型-优化算法组合，研究发现：采用响应面模型-偏导寻优法组合（RSM-PD）和克里金模型-多岛遗传算法组合（Kriging-MIGA）搜索所得的最佳工艺条件作为模拟输入条件得到的测温点温度和能耗的模拟值与其作为实验条件测得的实验值均具有良好的吻合度， RSM-PD和Kriging-MIGA对跨壁绝热隔壁塔模型和跨壁完全传热隔壁塔模型的寻优均具有适应性。　　之后，在跨壁绝热和跨壁完全传热隔壁塔模型的基础上，研究了隔板两侧的热耦合效应、最佳传热位置的分析方法、传热量算法以及传热优化过程的节能机理，分析隔板两侧不同传热过程对有效能损失、能耗和最佳操作区域的影响，研究发现：隔板两侧传热优化过程可使隔壁塔的有效能损失和能耗下降、最佳操作区域扩大，气、液分配比在一定范围内的波动对实现隔壁塔最低能耗的影响程度降低，隔板两侧传热优化过程的节能机理为隔壁塔再节能提供一种改造隔板材料以及量化扩大有益传热区域面积的设计方向。　　最后，以一工业多元醇水混合物水-乙醇-正丙醇-异丁醇为分离物系，建立并研究新型分离方法：盐析萃取结合隔壁塔共沸精馏工艺，研究隔板两侧传热优化过程的节能机理对工艺流程中隔壁塔种类的筛选机制，关联盐析萃取阶段的最佳工艺参数与后续共沸精馏隔壁塔的种类，为实际含有隔壁塔的工艺提供一种选取隔壁塔种类的方法。