过程系统工程是将系统工程学的理论和方法应用于化工过程的一门新兴学科,主要内容包括:过程模拟、过程综合、过程参数的设定以及过程优化。其中,过程综合是过程系统工程的核心,也是本文所研究的主要内容。本文对三元非均相共沸物系为研究对象,以残余曲线图为理论基础。残余曲线图是联结三角相图和操作单元的一个桥梁,本文对残余曲线的原理、实验装置、绘制方法和热力学性质进行了总结性概述,在此基础上进行了物料集的划分以及候选操作单元的确定。结合F. Friedler等提出的P-图(Process Graph)理论,采用两种不同的方法(系统法和直观推断法)对三元物系分离过程的合成作了详细地论证。本文以乙酸-水-乙酸乙酯体系和乙腈-水-丙烯腈体系为例,分别采用不同的方法进行了分离过程的综合:进行了残余曲线图的绘制,物料集的划分,确定出所有操作单元。对体系1用改进的MSG算法生成一个最大结构,运用SSG算法,结合一些排除规则,排除掉不经济、不合理的可行结构,最后得到9个合理的可行结构,进一步合成一个超结构流程,通过设定操作变量和结构变量,建立了数学模型(混合整数非线性规划),为进一步的过程优化奠定了基础;对体系2用直观推断法,依据理论分析和个人经验直接找到五个较优的可行结构,并对五个可行结构从设备投资和耗能方面进行了简单的比较。结果证明,这两种不同的过程综合方法都可以获得满意的结果。