精馏过程是石油炼制、石油化工和其他化工过程中应用最为广泛的单元操作过程，也是石油化工领域能耗最大的单元操作之一，其能耗约占化工厂总能耗的三分之一，有时甚至还更多。因此，分馏系统操作的好坏，直接关系着产品的质量、能耗的高低。而换热网络是化工单元中最主要的能量回收场所，其设计、运行的优劣直接影响全厂的能耗。二者既相互联系，又相互制约。然而，联系如此紧密的两个系统，对它们的研究和优化总是分隔开来，独立考虑：或分馏系统处于最佳工况运行，操作弹性大，产品质量好，但换热网络无法适应；或换热网络是MER网络，但分馏系统操作弹性差，产品质量难以保证。因此，换热网络与分馏系统的协同优化显得非常必要。本文主要通过流程模拟与机理建模相结合的方式，同时辅以合适的优化算法来实现换热网络与分馏系统的协同优化。文章内容主要包括以下几点：1）建立了换热网络的数学机理模型，而对于分馏塔，由于其机理模型过于复杂，难以建立，本文通过流程模拟技术建立分馏塔仿真模型予以解决；2）根据工程上各种可能的情况，本文提出了换热网络与分馏系统相互制约的具体表现以及调整和优化的措施；3）本文改进Dhulesia内插数学模型用于计算分馏塔不同中段循环抽出量下侧线产品的恩氏蒸馏温度；4）建立换热网络与分馏系统协同优化的目标函数，并首次在目标函数中引入两个加权因子，以表征换热网络改造的难易程度与分馏系统优化程度；5）采用遗传算法为本文的优化算法并结合人工干预，对现有换热网络和分馏系统进行协同优化，在保证分馏系统操作弹性，产品质量以及塔板汽液相负荷的前提下，通过对现有换热网络的调整和改造，使得二者均达到最优。最后，总结上述研究，提出了换热网络与分馏系统协同优化的一般方法，并总结成程序计算框图。将本文研究的方法应用于国内某炼油厂的常减压装置，首先建立初馏塔、常压塔以及减压塔的仿真模型，然后建立常减压换热网络的数学机理模型，最后建立换热网络与分馏系统协同优化的目标函数并以分馏系统的操作及各项指标和工程限制作为约束，采用遗传算法求解该模型，使得换热网络和分馏系统达到协同优化，取得了非常好的效果。