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随着国民经济持续稳定增长、产业结构不断调整升级,国家对精细及制药行业发展予以了高度重视,未来该行业将迎来良好发展机遇和广阔市场。精细及制药行业往往会产生复杂共沸物,间歇精馏是最常用的分离手段,开发新型间歇精馏工艺用于复杂共沸体系的分离具有重要的科学与实践意义。本文以高效分离复杂共沸体系为目标,基于物系固有特性开发了双塔间歇精馏工艺,通过探究体系相行为论证了工艺可行性,提出了能够保证产品高纯度的控制策略,从经济、环境、能耗等方面对工艺进行了综合分析,通过热集成实现了工艺的节能降耗。利用压力增加时正庚烷-异丁醇体系由最低共沸物转变为最高共沸物这一特性,设计了双塔变压间歇提馏-精馏工艺,通过进料预冷降低了精馏塔（火用）损失,提出的组成-流量串级控制结构实现了工艺的有效控制。以设备费用和CO2排放为目标对工艺进行了多目标优化,工艺最佳年度总成本（TAC）和CO2排放量分别为2.26×10~5$/Y和4.92×10~5 kg/Y,处理时间为6.67 h。考虑工艺热集成后,工艺TAC和CO2排放量分别降低了7.1%和22.76%。基于环己烷-乙腈-甲苯体系的非均相和最低共沸特性,提出了带有分相器的双塔间歇提馏工艺。设计了储罐自动切换控制策略,从TAC、环境、产品回收率及处理时间等方面对工艺进行了综合评估,得到了最佳工艺操作参数。最小TAC为4.60×10~5$/Y,回收率为94.5%,CO2排放量为3.45×10~6 kg/Y,处理时间为24.5 h。针对正己烷-乙醇-丁酮三元两两共沸体系,设计了双提馏塔并联间歇工艺、双提馏塔并联-串联序列切换间歇工艺、单-双提馏塔序列切换间歇工艺并进行了优化。从经济、环境、处理时间、回收率等方面对工艺进行了全面评估,双提馏塔并联-串联序列切换间歇工艺具有最佳的经济和环境表现,且处理时间、产品回收率同样最优,其最小TAC为1.99×10~5$/Y,回收率为96%,CO2排放量2.88×10~6 kg/Y,处理时间为7.24 h。提出的进料预热和蒸汽余热回收方案,将丁酮分离过程的操作费用降低了28.87%,TAC降低了3.03%,将正己烷-乙醇分离过程操作费用降低了30%。