现今社会最热点的话题毋庸置疑是由雾霾引起的环境保护问题,而石油化工行业由于其高能耗、高污染、高风险等特点被推至风口浪尖。我国每年持续增长的石油消费能力与其有限的原油储备已成为敦促石油化工发展的主要动因。而石油精馏是石油化工行业中应用最广泛的分离技术,精馏塔则是石油炼化过程中耗能最大设备之一,精馏塔的设计优劣甚至直接影响着全国工业总能耗。由于这些原因,精馏塔仿真建模与优化不但可以帮助提高产品质量,而且对降低能耗、降低运行成本、保护环境资源有着重大的现实意义。因此,本文总结国内外优秀研究成果并分析其发展趋势,对精馏塔仿真建模与优化进行了一系列的研究,主要内容如下：运用石油物系基准假组分特征化方法处理原油,采用Morris-Swcek的建模思想,建立了塔板模型并为其推导出适用的传热方程,合理简化微分计算为代数计算：将原本需要工业数据调整的模型参数与物理性质相关联,使模型参数可以在不考虑操作条件的情况下进行计算,提高了模型的预测能力；并对塔顶冷凝系统模型与塔底模型进行了化简,使模型计算精度与运算效率得到显著提高。本文采用多粒子角色协同作用(MPSO)的混合粒子群优化算法对常压塔进行操作优化,确定了两种不同的目标函数并选择了有效的决策变量,针对常压塔的稳态仿真过程制定了可行的优化策略。最后,采用PSO.PPSO算法与MPSO算法进行对比,结果充分显示MPSO在寻优速度与精度上明显高于PPSO与PSO,并获得了相应的操作最优点,对现实生产中常压塔的操作有着重大的意义。