随着原油重质化与劣质化程度的不断提高，催化裂化反应－再生系统已经发展了许多新的工艺，而分馏系统一直沿用传统流程的设计，几乎没有多大的改变。反应－再生系统工艺的改变导致分馏系统包括主分馏塔与吸收稳定系统的操作参数与原有设计值相差很远。因此，为适应不断变化的新工艺必须对原有分馏系统的操作及换热网络做适当的优化。　　 本文主要通过过程模拟与优化数学模型相结合来实现催化裂化装置分馏系统与换热网络的优化。首先对催化分馏塔进行火用分析，找出分馏塔能量优化的方向。然后，论文在催化裂化装置吸收稳定系统变量分析的基础上，认为富气压缩机出口压力、吸收塔操作温度和补充吸收剂量是制约吸收稳定系统物料消耗和能量消耗的关键，以它们为决策变量，以稳定塔塔底再沸器热负荷、解析塔塔底再沸器热负荷和干气流量为状态变量，建立了吸收稳定系统的大系统优化模型，并在此基础上提出了借助流程模拟软件数值解的广义梯度法求解方法，实现了吸收稳定系统的多变量操作优化。该求解方法不但可以应用于吸收稳定系统，对其他过程系统的优化也具有适应性。最后，在分馏系统优化的基础上对换热网络进行优化改造，并对改造后的换热网络进行基于温度变化的弹性分析。通过研究，建立了分馏塔火用分析的具体计算方法，具体介绍了利用过程模拟怎样实现单变量的操作优化，建立了吸收稳定系统多因素操作参数对装置效益影响的数学模型，并给出具体的数学计算方法，完善了基于温度变化的换热网络弹性分析方法。通过对某厂一套90万吨/年的蜡油催化裂化装置的实例研究分析，优化后年效益为323万元。