本课题针对丙烯分离的前脱丙烷前加氢流程中的碳三加氢过程传统液相加氢工艺冷剂费用过高的问题,在预脱甲烷塔、脱甲烷塔、脱乙烷塔、碳三加氢反应器范围内提出了新的工艺流程,通过流程模拟对新工艺流程进行模拟、优化与分析。为了有效评价各流程工艺,本文还原了预分离精馏序列,然后将催化精馏工艺应用于此流程,通过分离和加氢反应的结合增加了加氢反应的转化率,节约了操作费用。研究了压力对脱乙烷塔催化精馏流程的影响,探讨了该塔与其他精馏塔进行热耦合的可行性,为反应精馏隔板塔工艺的应用打下基础。论文将隔板塔工艺应用于新流程中,隔板塔热耦合结构有效降低了分离能耗和系统年度总费用。针对催化精馏隔板塔流程,通过模拟考察了隔板传热对系统经济性的影响,验证了热耦合结构节能的有效性。本文研究结果表明,催化精馏工艺与原流程相比年度总费用节约了0.819%,压力增加后催化精馏工艺年度总费用可节约0.759%,而三种催化精馏隔板塔流程的年度总费用节约效果分别为4.107%、6.420%、10.337%,其中带中间冷凝器的全热耦合结构节能效果最为突出。催化精馏可以提高加氢反应的转化率,但对操作费用的节约远不如隔板塔结构。对隔板传热过程的模拟结果表明,三种换热催化精馏隔板塔流程的年度总费用节约分别变为2.339%、6.420%、9.514%,隔板塔结构的节能效果远超过换热过程的不利影响。由于考虑了隔板传热这一实际影响因素,因而模拟结果具有实际参考价值。