蒸馏是石油和化学工业中应用最广泛的分离技术，但其能耗巨大，热力学效率低，蒸馏过程节能始终是各国竞相研究的重点。蒸馏过程节能研究，在塔的结构型式上近十几来获得了长足的进步，其中内部热集成蒸馏技术被认为是最具节能潜力的新型蒸馏技术之一。 蒸馏塔内部热集成技术的研究起源于上世纪60年代，系专指同一塔内通过精馏段和提馏段之间的热量集成，达到取消塔顶冷凝器和塔釜再沸器的目的，以最大限度的提高蒸馏系统的热力学效率。国外已有学者成功的完成了中试，并开始工业化应用的研究。理论分析和中试试验结果都表明，与传统蒸馏塔相比，内部热集成蒸馏塔(Internally heat-integrated distillation column，简称HIDiC)节能可达到30％～60％左右。 本文提出了内部热集成蒸馏塔的计算模型和模拟计算方法，同时对该类塔的特性进行了探讨。在计算模型和方法方面主要做以下两部分工作。其一，在AspenPlus商用软件的基础上提出了内部热集成蒸馏塔的计算模型。在内部热集成蒸馏塔的计算模型中，精馏段和提馏段是两个相互独立的蒸馏塔，精馏段在较高压力下操作，提馏段在较低压力下操作。精馏段的温度高于提馏段，因而可以实现热量从前者向后者传递。模拟中假设提馏段每块塔板上都有一定数量的热量加入，相应的精馏段每块塔板上也有相同数量的冷量加入。以往文献仅报道了内部热集成蒸馏塔理想状态二元蒸馏过程的简化计算，需对蒸馏过程作诸多假设，如恒摩尔流、相对挥发度为常量等等。本文在商用过程模拟软件中的蒸馏模块的严格逐板计算方法的基础上，提出了该类塔的计算模型和方法，无需进行以上假设，并且将该类蒸馏塔的应用扩展到实际体系多组分混合物的分离。其二，采用可视Basic应用语言VBA和Aspen P1us模拟软件联合应用，自动调节蒸馏塔的每一块塔板上热量加入或取出的数量，为内部热集成蒸馏塔的模拟计算提供一个方便、灵活和快速的解决方案。 本文还对该类塔的特性通过数值模拟进行了研究，经过一系列混合物的模拟计算认为，内部热集成蒸馏塔适宜用于分离组分沸点差值比较小的混合物系。此外还分别从分离要求、设备参数和操作变量的影响等几个方面，对内部热集成蒸馏塔进行多参数分析，得到一系列重要的结论。 为使得研究工作更多的贴近实际生产过程，本文针对精馏段、提馏段塔板数不相等的情况提出几种可能的内部热集成蒸馏塔构造。并通过模拟计算，研究对于脱乙烷塔这类精馏段塔板数远小于提馏段塔板数的蒸馏塔来说，应该选用何种构型的内部热集成蒸馏塔的问题。 最后探讨一种内部热集成蒸馏塔的非等值热量传递方案。这种新的热量分配方案避免了塔板传热面积设计值的波动的情况，对内部热集成蒸馏塔的工程实施具有参考价值。