本发明涉及液相分离技术领域，具体涉及一种节能环保型多效自耦合精馏系统及其控制方法。该系统的效数为N，且每一效均包括第i效精馏塔、第i塔顶回流罐、第i塔顶回流泵、第i塔底再沸器、第i塔底采出泵和第i出料冷却器。第j效精馏塔的塔顶气相出口端还连接至第j‑1塔底再沸器的能源输入端，第N塔底再沸器的能源输入端连接外供热源。由若干个不同的精馏塔组成，根据压力高低的顺序，相邻两塔中高压塔塔顶蒸汽作为低压塔再沸器的热源，实现了多效自耦合。