采用精馏方法分离相对挥发度接近于1的难分离物系需要非常多的理论塔板数,往往需要串联多个精馏塔。多个精馏塔构成的串联系统面临着压降高、操作控制复杂和抗干扰波动能力差等难题。因此,本文提出了恒全回流半连续液相交换精馏串联操作方式,对其可行性进行了验证,并对串联效果、进料浓度、相对挥发度、储罐持液量和液相交换时间等因素进行了分析和研究。本文确定了新操作方式的开车、液相交换、轻组分产品采出-交换-进料、重组分产品采出-交换-进料以及轻重组分同时采出-交换-进料具体操作步骤。根据操作特点和一些基本假设,建立了恒全回流半连续液相交换精馏串联操作的数学模型,利用4-5阶龙格-库塔法(ODE45)对该模型进行数值求解,利用MATLAB编程软件对新操作方式进行模拟研究,模拟结果可以达到预期的产品纯度,并且操作的连续性良好。本文以进料浓度、相对挥发度、储罐持液量和液相交换间隔等参数作为操作变量,以各自的操作时间和收率作为目标函数,比较了各个参数对操作过程的影响,为不同分离任务下操作参数的选择提供了指导。与多次重复间歇精馏相比,新操作方式具有分离效率高,处理量灵活,产品收率高,操作时间短等优势,可节省9.86%—17.49%的总操作时间。本文选择乙醇-正丙醇物系进行了恒全回流半连续液相交换精馏串联操作方式的实验研究,并将实验数据与模拟结果进行对比,结果表明,实验数据和模拟结果中塔顶储罐和塔釜储罐浓度变化规律基本吻合,数学模型合理可靠,新操作方式的连续性和可行性得到了验证。