精馏是化工行业应用最广泛的分离技术,依靠轻重组分挥发度的不同来分离物系。共沸物系涉及气-液-液平衡并存在精馏边界,具有高度热力学复杂性,无法通过简单精馏达到分离目的的,并且其工艺过程包含精馏、分相和混合等诸多操作单元,形成大规模组合优化问题,因此共沸精馏系统综合是亟待解决的富有挑战性的课题。近年来由于精细化学品的开发与应用,适应于少量、多样具有操作弹性的间歇精馏应用也受到了重视。本论文研究共沸精馏系统流程与排程整合的问题。先依据热力学原理对三角相图进行了划分,然后根据单元操作之间的序列关系定义出所有可行操作。确定区块物料和可行操作后,基于规则直观推断可行操作路径,然后采用逻辑关系推理,以整数规划模式求解出最优操作路径。并实现操作路径在三角相图中的表达。论文重点研究基于Petri Nets结构逻辑关系提出共沸精馏系统最优路径集成方法。首先,根据Petri Nets概念拓扑操作单元模块,即精馏、分相与混合模块；然后,建立共沸精馏系统可行操作路径超级结构,从而形成Petri Nets关联矩阵并构造状态方程,考虑最小操作数建立目标函数,进而通过求解0-1整数线性规划,得到分离共沸物最优操作路径。为了更好地指导工业生产,本文还研究了基于物料衡算的共沸精馏系统化程序方法,验证了逻辑求解的正确性。论文接着研究了基于数学规划得到共沸精馏系统最优排程。由于共沸精馏系统达到分离效果的路径并非唯一,另外,我们注意到,连续精馏流程图可被转化为间歇过程的工作-状态网络图,因此,我们在得到的最优流程基础上,以混合整数线性规划(MILP)得到最优排程,开发出一套整合流程和排程的共沸精馏系统设计步骤。本文所提方法具有变量数少、约束式少、易于编程、解题时间短等优势。最后我们通过一系列案例展示上述模型的使用步骤,验证模型和算法的正确性和有效性。