采用HYSYS建立轻烃回收装置工艺模型，通过灵敏度分析选择低温分离温度、脱乙烷塔底温度和脱丁烷塔底温度为回归参数，基于响应面方法(RSM)建立装置C3收率等考察指标与回归参数间的回归模型与优化模型。经分析得到，低温分离温度、脱乙烷塔底温度和脱丁烷塔底温度可显著影响装置C3收率，且显著度大小关系为：脱乙烷塔底温度>低温分离温度>脱丁烷塔底温度；脱乙烷塔底温度与低温分离温度间交互作用大于脱乙烷塔底温度与脱丁烷塔底温度间交互作用。以C3收率最大化为优化目标，LPG满足GB 11174—2011为约束条件，对优化模型求解得出最优操作参数：低温分离温度-72℃、脱乙烷塔底温度30.5℃、脱丁烷塔底温度138.0℃。在此条件下，装置C3收率理论上可提升6.15%。