N-甲基吡咯烷酮(NMP)具有化学性质稳定、沸点高、粘度低、毒性小、可生物降解等优点，被广泛应用于电池行业、制药行业以及石油化工等行业。在锂电池生产工艺中，NMP作为正极浆料的溶剂加入正极生产工艺，又在后续制片过程中被烘烤挥发出来形成NMP废气。在传统锂电池生产工艺中，NMP废气经过一定的废气处理装置进行部分回收后便直接排放大气，不仅影响了排放点环境质量，而且也造成了部分价格昂贵的NMP的浪费。
　　本文在前人实验研究的基础上，用水做共凝剂设计了一套NMP回收工艺。该装置不但具有占地面积小、回收率高、易于实现工业化等优点，而且还可通过减压精馏可将NMP回收液的浓度提高到99.9％以上，可重复应用在锂电池的极片涂敷工艺中。针对所设计工艺自身特点，本文还使用间壁式精馏塔对该装置进行了工艺优化研究，并以年利润为目标函数进行了最优化计算。结果表明，装置优化后工艺的TAC（Total Annual Cost，年平均费用）较原设计工艺减少9％左右，其中设备费用减少约13.3％;在满足废气排放标准及产品浓度要求的前提下，间壁式精馏塔的应用提高了工艺的经济性。
　　本文还针对优化后的NMP回收工艺建立了全流程动态模型，根据工艺要求设计了四套有效的控制方案，并通过对进料的流量及组成施加扰动比较了各控制方案的控制性能。根据各控制器的响应曲线可知，使用价格较低的温度控制器难以使该工艺的产品浓度及废气的组成稳定在设定值，从而造成产品质量不合格以及尾气排放不达标的问题;而浓度控制器则可通过在线分析仪器直接控制备项采出的组成，以实现产品组成的精确控制。动态特性研究结果还表明了与四点控制方案相比，间壁式精馏塔的五点控制方案可减弱系统的滞后性，控制性能更好。