در این مطالعه، جداسازی همزمان اوره، آمونیاک و دی اکسیدکربن از پساب صنعتی با استفاده از مدل سازی و شبیه سازی حلقه ای شامل هیدرولایزر و جداکننده مورد بررسی قرار گرفته است. از معادله الکترولیتی uniquacبرای تعیین غیر ایده آل بودن فاز مایع و از معادله حالت nakamura برای تعیین ضرایب فوگاسیته فاز بخار استفاده شده است. همچنین مدل multistage well-mixed برای جریان فازهای مایع و بخار و مدل non-ideal rate-based برای هیدرولایزر بکار برده شده است. مدل ارائه شده، سرعت واکنش هیدرولیز اوره، اثر غیر ایده آل بودن محلول و اثر back-mixing را بر عملکرد راکتور در نظر می گیرد. سرعت واکنش هیدرولیز اوره نیز بر اساس اکتیویته اجزاء نوشته شده است. این مدل قادر است توزیع دما و غلظت اجزاء مختلف در فاز مایع و بخار در طول راکتور و برج های دفع را نشان دهد. نتایج شبیه سازی بدست آمده توافق خوبی در مقایسه با داده های واحد صنعتی دارند که نشان از اعتبار مدل می باشد. همچنین اثر پارامترهای کلیدی بر روی عملکرد حلقه تصفیه اوره مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که افزایش دمای پساب ورودی و دبی بخار و کاهش نسبت بازروانی موجب افزایش بازدهی جداسازی اوره و آمونیاک می گردد.