本文考察了一种新型的精馏塔节能技术——精馏塔内部能量集成技术。通过实验和模拟手段，研究了内部能量集成精馏塔（HIDiC）及其多种简化方案的节能效果和经济可行性，并与热泵精馏进行了对比。建立了一套散装填料套管式HIDiC实验装置，以乙醇——水物系为例，考察了内外塔间的传热效果以及传热对传质过程的影响。测得的总传热系数在750～1000W/(m2·K)之间，并且随着传热温差的增大而减小。被冷却的内塔分离效率基本不变；被加热的外塔分离效率随着传热量的增大明显下降。使用化工流程模拟软件Aspen Plus11.1结合Microsoft Excel2003对HIDiC分离丙烯丙烷的表现进行了模拟研究。考察了将HIDiC的整塔段传热简化为几点外部换热的简化HIDiC方案，优化了换热位置、换热量分配等参数，以达到能耗最低。与HIDiC比较后发现，简化HIDiC可以在保持原有节能效果的前提下大大减小换热设备的投资，降低年度总费用，经济性和可行性都更好。提出了HIDiC结合热泵以及倒置耦合HIDiC两种由HIDiC衍生出的新型精馏能量集成方案，发现前者可以作为HIDiC内部所需换热面积过大时的一种替代方案，而后者对于所分离的物系以及分离精度有着较为严格的要求。以相同的最小换热温差为基准，以年度总费用为目标，横向比较了HIDiC、简化HIDiC和热泵精馏方案；发现在各自的最优理论板数和相同的最小换热温差下，热泵精馏的总能耗费用和年度总费用均为最低，简化HIDiC的稍高，HIDiC的能耗和总费用则为最高。如果在不同的最小换热温差下比较，结果会产生相应的变化，所以比较标准的选择对比较结果有着重要的影响。