常减压精馏是炼厂中最重要的操作之一，常减压精馏的效果决定了石油馏分产品的收率和质量，直接影响炼厂的产品经济收益。同时常减压装置是炼厂中的主要耗能装置，其能耗约占炼厂总能耗的20%~30%，因此对常减压装置的研究有着重要的意义。本文以大港石化常减压装置为研究对象，以降低能耗、提高系统能源效率、提高系统整体收益为目标，基于ASPEN PLUS流程模拟软件，采用综合考虑产品质量与系统能耗的整体优化技术，研究优化常减压精馏操作与换热网络及公用工程配置的耦合关系，在满足分离精度的同时，实现常减压精馏与换热网络及公用工程之间的优化集成。通过对实际流程系统的稳态模拟以及和工业装置实际运行数据的比较，确定了合适的严格流程模拟单元模块、收敛方法和物性方法，建立了能够准确反映装置实际运行状况的严格模拟系统；考察了常减压塔内的温度分布和气液相负荷分布，研究了精馏塔中段回流循环取热比和内部回流等精馏操作参数对产品质量、收率以及对换热网络的影响，为建立有效的系统集成方法提供了可靠的评价方法。运用SCFrac简捷模型和随机粒子群算法，结合夹点分析技术，建立了同时考虑装置产品收益和系统能量消耗的优化方法。分析了常减压精馏操作参数对产品质量、收率及系统可回收热量的影响。在保证侧线产品满足产品质量要求的前提下，以年净收益最大为目标函数，对产品分布进行优化，得到了最大年净收益下的操作方案，实现了精馏操作与换热网络之间的优化集成。以简捷模型的优化结果为初值，通过严格模型对优化结果进行严格模拟，验证了方案的可行性，并为实际操作提供了最终的优化方案。通过优化，处理量为4.5Mt/a的大港石化常减压装置的年收益较现场操作增加了3.66M$/a。根据工业常减压装置实际的流股数据，应用夹点技术原理对装置的换热网络进行了设计，提出了多股分流换热网络和两股分流换热网络两种方案。考察了两种方案的操作弹性并与现有换热网络进行了对比，对比结果表明本文提出的两种方案均有比较好的能量回收效果和比较小的年度总费用。