水资源和能源的节约迫在眉睫，作为消耗大量热和水资源的化工厂，执行水和热的系统优化显得格外必要。PVC生产过程是消耗大量的热和大量的水的过程，PVC作为全球最重要的合成材料，在国民经济中占有重要的地位，其市场需求量巨大。因此，对PVC生产的过程实施水和热的同时优化意义格外重大。本文主要采用数学优化方法同时优化PVC工厂中VCM制备车间的水网络和热网络。其主要内容包括以下几个方面：首先，建立数学模型。利用状态空间方法描述水和热的超级结构，在对该超级结构进行详细的分析后，建立以新鲜水和公用工程消耗为目标函数的同时优化数学模型。该数学模型详细地说明了三个方面：水交换网络，热交换网络，以及水热交换网络之间的联系。然后，模型的求解与验证。为了更好的获得模型的最优解，对模型的参数，变量的初值、界进行了探讨。采用运筹学软件LINGO求解模型的最优值。运用该模型对选自文献中的两个例子进行了求解，以新鲜水和公用工程的消耗为考察目标，得到了和文献中一样的优化结果，使模型的收敛性和正确性得到了证明。最后，优化的运用。运用该方法对实际的VCM生产中，粗VC除杂所涉及的四个操作单元的水热进行了优化，以新鲜水和公用工程的消耗量之和为优化目标。取得了良好的优化结果。通过上面的数学分析以及计算表明，该模型在同时优化水热网络时具有一定的正确性，为实践带来了一定的指导意义。