随着社会的进步,工业发挥了越来越大的作用,也使用了大量的能源,其中化工过程尤其是精馏过程占用了工业耗能中的绝大部分。随着能源日益紧张的局面出现,节能成为社会追求的共同目标,在这种背景下,隔离壁精馏塔作为一种节能的精馏结构受到越来越多的青睐,但因其结构复杂以及耦合等特性,尚未得到广泛的应用。隔离壁精馏塔在四点控制下(塔顶、侧线、塔底产品浓度以及侧线出料杂质比)分离三元组分时会产生设计与操作黑洞,黑洞的出现使隔离壁精馏塔的操作特性及动态性能发生变化,使隔离壁精馏塔的应用范围受到很大的限制。本文提出了一种通过调整进料和侧线出料热状况对隔离壁精馏塔的设计与操作黑洞进行填补的策略。这两个操作变量通过对全塔热平衡的影响,改善预分离塔与主塔之间的耦合关系,进而协调两塔的分离能力并最终消除黑洞,改善隔离壁精馏塔的稳态特性和动态特性。针对进出料热状况的调整,本文结合牛顿法给出了简单的调整规则,运用该策略对黑洞进行填补时会衍生出三种不同的方案,为不同能量供应条件下填补隔离壁精馏塔的黑洞提供了可能。最后,结合隔离壁精馏塔的简单.优化流程,提出了无黑洞隔离壁精馏塔的综合设计方法。通过使用Aspen Plus模拟理想三元物系(A、B、C)分离、BTX物系(苯、甲苯、二甲苯)分离以及EPB物系(乙醇、丙醇、丁醇)分离,对黑洞填补方法进行了稳态分析和动态响应验证,证明采用调整进料和侧线出料热状况的方法可以有效的填补隔离壁精馏塔的设计与操作黑洞并使其动态特性得到改善。本文所提出的方法完善了填补隔离壁精馏塔设计与操作黑洞的方法体系,增加了隔离壁精馏塔的灵活性与适应性。