针对国内空分行业尚未开发出通用设计及模拟程序的现状,该文进行了空分系统模块化设计及模拟的应用研究.该文分别建立了空分系统设计型和操作型单元模块,主要包括热力学、精馏塔、等温闪蒸、节流闪蒸,换热器等模块.该文还提出了增压膨胀模块,可以方便快捷地求解出膨胀量、膨胀前压力、温度等状态参数.该文改进了现有精馏塔逐板设计型算法,并避免了进料塔板契合的大量迭代计算,使其可以推广应用到多组分、多进料复杂精馏塔的设计与模拟中.此外,该文对平衡闪蒸模型的计算方法进行了改进,加速了计算的收敛与稳定.该文在单元模块的基础上,采用序贯模块法构造了空分系统的设计及模拟模型.通过切割流股的合理选择和系统迭代计算的加速,确保了计算的稳定并提高了收敛速度.采用不同的流程表述结构便可以完成不同流程的设计与模拟.该文以实际的3500Om<3>/h全精馏(部分内压缩)空分装置和10000m<3>/h加氢除氧空分装置为例进行了验证,计算结果符合工艺设计要求,并与设计数据基本一致,表明所建物性数据库、数学模型和计算方法是可靠的.该文在所建数学模型的基础上,对精馏塔的主要操作特性进行了分析,可为空分装置的实际运行提供指导依据,并为系统的优化设计奠定基础.