苯甲酸是化学工业中重要的中间体及聚合物单体,在食品、医药、精细化工等行业有着广泛的应用。工业上一般使用甲苯液相催化氧化法来制取苯甲酸,并用精馏的方式来分离反应的产物以得到高纯度的苯甲酸产品。精馏操作的能耗在生产总能耗中占的比重很大,研究精馏系统的节能方案具有重要的意义。本文运用化工流程模拟软件Aspen plus对浙江某厂的苯甲酸精馏分离工艺进行了模拟,选用简捷设计模型和严格计算模型分别对工艺中各精馏塔进行设计和核算,热力学性质的计算采用NRTL活度系数模型。利用灵敏度分析工具考察了塔内的操作压力、理论板数、进料位置、塔顶采出量、回流比等参数对分离效果和能耗的影响,在保证分离效果的前提下选取能耗最低的操作参数。用优化后的参数进行全流程模拟核算,物料经过此精馏系统分离后能够得到质量纯度为99.5%的苯甲酸产品以及质量纯度为99.5%的苯甲醛副产品,且能耗保持在一个较低的水平。对原工艺流程进行分析,探索节能降耗的工艺改造方案。提出将原工艺中脱除甲苯时采用的汽提方式改为普通精馏操作,虽然需要更多的理论板,但能够显著降低能耗,且能节省设备投资。改进后的脱甲苯塔需要外界提供的热量从60.22kw降至49.57kw。考虑进行系统中的塔间热量集成,确定了用苯甲酸塔的塔顶蒸汽来加热脱轻塔塔底的方案。调整脱轻塔的操作压力以达到最小传热温差的要求,传热温差达到了15.64℃。采用热集成工艺使脱轻塔不需要外界提供热量,苯甲酸塔的塔顶冷凝负荷也得到了降低。经核算,进行节能改造后的工艺对外部提供热量的需求比原工艺降低了21.6%,冷却负荷也降低了34.5%。