摘要
精馏塔装置控制系统在化学工业生产中占据相当重要的位置，应用的越来越广，取得的成果越来越高，所创造的经济效益也越来越大。无论在国外国内都是显而易见的，国外对于精馏装置的研究以及应用已达到相当高的程度，国内也取得了突飞猛进的发展，但仍然有些不足需要进一步去研究和发展。
精馏的实质是多级蒸馏的过程。绝大部分化工生产行业的产品都是通过精馏过程提纯的。本文通过建立比较严格的精馏过程动态数学模型,在建立的数学模型的基础上进行仿真运算,从而达到与实际生产过程相近的变化过程，再对精馏塔的先进控制进行研究，利用仿真实现。精馏塔数学模型的核心为塔板上过程的描述，应该严格地描述精馏过程中的物理现象。通过对精馏塔控制系统的仿真，可以分析、比较现有的各种控制系统，设计新的控制系统，研究各种先进控制策略。近年来，仿真系统在精馏塔控制系统的研究中起着越来越大的作用。
关键词：精馏塔，动态数学模型，仿真运算，先进控制
一、选题的目的及意义
目的：
长期以来，精馏是炼油、化工生产中使用广泛的、高能耗的重要分离过程。精馏过程的节能和优化控制一直是人们研究的重要课题，随着计算机技术的发展，使得各种先进控制策略用于精馏控制成为可能，这就需要有能快速、准确反映精馏操作特性的数学模型及其仿真平台。精馏塔的复杂性、滞后性、非线性严重、强藕合、多样性以及在石化生产中的重要性，控制系统的分析和设计带来了很多困难，但也使其成为过程控制界理论研究和实践的焦点。精馏塔是典型的多输入多输出系统，由于操纵手段很多，如何进行变量的匹配，设计藕合小、动态响应好和鲁棒性强的控制系统结构，显得极为重要。目前有关精馏塔动态模型的研究和应用到目前已经相当成熟，然远非完善，建立精馏过程完善的数学模型和实现真正的实用目的仍有很长的路要走。正是基于进一步完善精馏过程数学模型并运用于实用的目的，研究和开发精馏过程动态数学模型及其仿真软件意义重大。
意义：
通过对精馏塔控制系统的仿真，可以分析、比较现有的各种控制系统，设计新的控制系统，研究各种先进控制策略。控制系统的品质越来越高，使精馏塔的操作收到了明显的经济效益。精馏过程是大型炼油厂和石油化工企业的首要生产环节,具有十分重要的地位。精馏过程是连续化大生产，不可能将提高效益的方案直接用于实际生产，必须在计算机上进行仿真，优化控制是过程系统的发展方向，而开发和应用先进的过程仿真技术十分必要。因此，对精馏过程进行严格动态数学模型的建立和仿真，不仅可以研究在各种工况下精馏过程的变化情况，还能为先进的优化控制方案的选取奠定基础，从而为精馏过程生产经济效益的提高作出贡献。
