精馏是一种应用广泛的单元操作过程,同时精馏过程的能耗也在化工厂总能耗中占有相当大的比例。因此,对精馏过程节能降耗的研究是一项重要的课题；经验表明,过程建模、优化技术、先进控制是节约能耗、提高能源利用率的主要手段。本文针对所研究的变压精馏过程,进行仿真优化并建立了产品浓度的预测模型,为实现精馏操作过程的节能降耗奠定了基础。本文的主要内容如下：(1)应用Aspen Plus化工模拟软件对变压精馏过程进行模拟得到初始结果,并利用灵敏度分析工具确定操作参数对精馏效果的影响。最后,建立以精馏过程最小能耗为目标的操作优化模型,获得了最适宜的操作参数；此仿真过程和优化模型的建立,为精馏塔的设计以及降低精馏操作过程的能耗提供了重要的依据。(2)利用PLS算法与BP神经网络对精馏过程的减压塔和加压塔建立预测模型,并将预测得到的结果与单一的神经网络模型的预测结果比较,结果表明,采用PLS-ANN建立的精馏塔产品质量预测模型结果更能体现出该过程的特性；此预测模型的建立为今后在MATLAB平台上设计和实施精馏系统的实时优化控制系统奠定了基础。(3)设计了单塔可进行减压与加压两种操作方式的精馏装置,用于变压精馏分离乙腈-水的共沸物,以获得高纯乙腈。同时,应用西门子S7-300系列PLC及工业自动化监控组态软件iFIX,实现对乙腈变压精馏实验装置的实时检测和自动控制；为仿真过程和优化模型的最优操作参数的实现,进而达到为该精馏系统节能降耗的目的提供了平台。