当前社会节能减排已经成为主流的趋势，人们越来越关注工业生产中能量损耗的节省所带来的经济效益，节能不仅具备了科研意义，同时也具备了现实意义。常规精馏塔作为传统的分离手段，虽然目前依然是应用最广的分离设备，但是由于其分离过程中高能耗的缺点，越来越受到新型精馏设备的挑战，其中隔离壁精馏塔就是这样一个优势非常大的竞争者。隔离壁精馏塔是指在常规精馏塔的塔中安装一块垂直的隔离板从而把精馏塔分成预分塔和主塔两部分而形成的一种复合精馏塔。隔离壁精馏塔由于是单塔结构，并且热力学上等效于完全热耦合精馏塔，使得它在节省设备投资和能源损耗方面都具有巨大优势。近年来对隔离壁精馏塔的研究也比较热烈，目前主要的研究方向集中在两个部分：稳态设计和动态控制。稳态设计主要指通过设计精馏塔的各变量包括：塔板数目、精馏塔结构、进料位置等来确定某种工况下最优的精馏塔结构，使其能够达到节能和节省设备投资的双重目标。动态控制指通过设计控制系统从而使某种工况下的隔离壁精馏塔系统在各变量扰动下能够具有较好的控制效果。本文在稳态设计方面提出一种通用性非常好的综合设计方法，这种方法通过一种算法有规则地调整隔离壁精馏塔各塔段的塔板数目从而能够充分挖掘隔离壁精馏塔节能和节省设备投资的潜力。并且这种方法具有简单、计算量小并能同时处理离散和连续变量的优点。本文中用两个分离三元混合物的实际例子证明了这种方法的可行性和优点。近年来对隔离壁精馏塔的动态控制方面研究还是比较少的。隔离壁精馏塔由于其内部高度的物质和能量耦合，难以实现四点浓度控制，即存在所谓的设计与控制黑洞问题。这一问题自发现后一直无人解决。为了解决这一问题，我们提出了一种全新的综合设计方法和控制策略。本文的研究中，我们对隔离壁精馏塔各段塔板数进行调整来达到使黑洞消失的目的，并且能够在控制中承受流量和组分扰动，达到期望的产物浓度。我们分别选择理想物系A、B和C与实际物系苯、甲苯、邻二甲苯这两个三元混合物分离系统进行研究，通过运用本文提出的综合设计方法结果证明黑洞完全消失。我们采取四点浓度控制策略是再沸器热负荷控制底部的重组分浓度、回流量控制塔顶的轻组分浓度、侧线流量控制侧线采出的中间组分浓度、液体分离比控制侧线采出的轻重组分比例。当分别对两个例子给予进料流量扰动和进料组分扰动，研究结果证明有黑洞的隔离壁精馏塔无法达到期望的控制浓度甚至控制发散，而无黑洞的隔离壁精馏塔能够完全达到期望的控制效果。黑洞的解决对于DWC的综合设计与控制具有重要意义。