精馏塔提馏段的温度控制系统

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精馏塔控制系统

第6章精馏塔控制系统

6.1 概述

精馏是化工、石油化工、炼油生产过程中应用极为广泛的传质传热过程。精馏的目的是利用混合液中各组分具有不同挥发度，将各组分分离并达到规定的纯度要求。精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即同一温度下各组分的蒸汽分压不同，使液相中轻组分转移到气相，气相中的重组分转移到液相，实现组分的分离。

轻组分的转移提供能量；冷凝器将塔顶来的上升蒸汽冷凝为液相，并提供精馏所需的回流。

精馏过程是一个复杂的传质传热过程。表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂。因此，熟悉工艺过程和内在特性，对控制系统的设计十分重要。

6.1.1 精馏塔的控制要求

精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低，即使总收益最大，成本最小。

精馏过程是在一定约束条件下进行的。因此，精馏塔的控

制要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面

考虑。

1．质量指标

精馏塔的质量指标是指塔顶或塔底产品的纯度。通常，满

足一端的产品质量，即塔顶或塔底产品之一达到规定纯度，而

另一端产品的纯度维持在规定范围内。所谓产品的纯度，就二

元精馏来说，其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产

品中重组分含量。对于多元精馏而言，则以关键组分的含量来

表示。关键组分是指对产品质量影响较大的组分，塔顶产品的

关键组分是易挥发的，称为轻关键组分；塔底产品的关键组分

是不易挥发的，称为重关键组分。产品组分含量并非越纯越好，

原因是，纯度越高，对控制系统的偏离度要求就越高，操作成

精馏塔常用控制方案简介

1.1.2 精馏塔常用控制方案简介

a）传统控制方案

1）按物料平衡关系控制精馏塔

物料平衡控制方式并不对塔顶或塔底产品质量进展直接的控制，而依据精馏塔的物料平衡及能量平衡关系进展间接控制。其根本原理是，当进料成分不变和进料温度一定时，在持全塔物料平衡的前提下，保持进料量F、再沸器加热量、塔顶产品量D一定；或者说保持D/F和B/F一定，就可保证塔顶、塔底产品质量指标一定。

2）质量指标控制

精馏塔质量指标由精馏塔产品的纯度表达，精馏塔产品的纯度直接影响因素为精馏段灵敏板温度与提馏段灵敏板温度。因此，精馏塔质量指标控制方案与温度控制有直接联系。

3）温度控制

当为了生产两种合格的产品，只有塔顶、塔底两种。而没有侧线产品时，常用的控制方案是：利用回流量来控制顶部塔板的温度，改变通往再沸器加热蒸汽量来控制底部塔板的温度。

b）先进控制方案

1）自适应解耦控制

一些学者将自适应控制应用于精馏塔的不同组分控制。但是．没有考虑控制回路之问耦合的影响。目前已提出的多变量自适应解耦控制算法，只能对最小相位系统实现动态解耦，对非最小相位系统实现近似动态解耦，近来，有人根据精馏塔的特点提出了一种可以对闭环系统实现动静态解耦的自适应控制器，并在精馏塔上进展了实验。

2）多变量预测控制

预测控制是一类以对象模型为根底的计算机控制算法，依据对象模型的不同，预测算法可粉为模型算法（MAC）、动态矩阵控制算法（DMC）、广义预测控制（GPC）等详细实现形式。工业上应用说明：多变量预测控制到达了期望的效果，实现了常压塔的平稳操作，提高了装置适应处理量与原料性质变化的能力；并简化了控制过程，减少了劳动强度及人工干预，显著提高了产品的合格率。1.2 问题的提出及解决问题的途径

精馏塔精馏段温度串级系统

1 绪论 (2)

1.1精馏原理 (2)

1.2 串级控制 (3)

2 精馏塔精馏段温度串级系统的原理与结构 (3)

2.1变量的选择 (3)

2.2 工艺描述 (4)

2.3 精馏塔精馏段控制的原理 (4)

3仪表的选型 (6)

液位调节器选型 (7)

4 精馏塔精馏段温度串级控制的研究 (10)

4.1精馏塔温度串级过程中的主要假设: (11)

4.2模型的建立 (12)

5仿真 (14)

6 结束语 (20)

6.1设计思想 (16)

6.2 系统分析 (17)

7 参考文献 (18)

1 绪论

精馏是石油化工、炼油生产过程中的一个十分重要的环节，其目的是将混合物中各组分分离出来，达到规定的纯度。精馏过程的实质就是迫使混合物的气、液两相在塔体中作逆向流动，利用混合液中各组分具有不同的挥发度，在互相接触的过程中，液相中的轻组分逐渐转入气相，而气相中的重组分则逐渐进入液相，从而实现液体混合物的分离。一般精馏装置

组成，如图1所示。

由精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐等设备[1]

图 1 简单精馏控制示意图

进料流量F 从精馏塔中段某一塔板上进入塔内，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。溶液中组分的数目可以是两个或两个以上。实际工业生产中，只有两个组分的溶液不多，大量需要分离的溶液往往是多组分溶液。多组分溶液的精馏在基本原理方面和两组分溶液的精馏是一样的。

1.1精馏原理

在恒定压力下，单组分液体在沸腾时虽然继续加热，其温度却保持不变，即单组分液体的沸点是恒定的。对于两组分的理想溶液来说，在恒定压力下，其沸点却是可变的。例如对于A、B 两种混合物的分馏，纯A 的沸点是140℃，纯B 的沸点是175℃。如果两组分的混合比发生变化，混合溶液的沸点也随之发生变化，如图2中的液相曲线所示。

基于前馈补偿和模糊PID的提馏段温度串级控制系统

种带前馈补偿的模糊自整定ＰＤ串级控制器。Ｉ
产品的热焓。从平衡方程，并结合精馏塔工艺特
点，不难看出影响能量平衡的因素为进料量、进料浓度、料温度和进料状态、沸器的加热量、进再冷凝器冷却量、回流量。
反映在提馏段温度变化上，能够通过阀门进行且
控制，以再沸器的加热量控制是提馏段温度控所制的主要手段。目前石油工业精馏塔提馏段温度控制中存在
（）２
在稳态下，入精馏塔的所有能量必然与离进开塔的能量保持平衡：
采出物轻组分的浓度。不难看出，对塔的再沸器上
收稿日期：０８— ５— ７２０００。
作者简介：湛腾西，高级工程师，师，讲研究方向为光电信息
处理，工业过程控制。基金项目：湖南省自然科学基金资助（目号０Ｊ２０４。项６Ｊ０３）
关键词：馈补偿前
模糊ＰＤ串级控制Ｉ
精馏过程
提馏段
精馏塔提馏段温度控制多采用简单的ＰＤ控Ｉ制器，是由于精馏过程是内在机理复杂的动态但过程，具有非线性、量参数在线检测等特点，且质同时其过程参数易发生动态变化，参数问耦合各严重，以建立准确的数学模型，纯采用ＰＤ控难单Ｉ制器不能进行参数的自校正。同时精馏塔进料温度或釜温的变化、沸器加热量和冷凝器冷却量再的变化及塔的环境温度的变化等常常给提馏段带来温度扰动，ＩＰＤ控制器难以解决这些问题，因此

精馏塔提馏段温度控制系统.doc

University of South China

过程控制仪表课程设计

设计题目：精馏塔提馏段温度控制系统**：***

班级：自动化073班

学号：***********

指导教师：高飞燕唐耀庚

2 0 1 0年12 月31日

1、系统简介

精馏操作是炼油、化工生产过程中的一个十分重要的环节。精馏塔的控制直接影响到工厂的产品的质量、产量和能量的消耗，因此精馏塔的自动控制长期以来一直受到人们的高度重视。精馏塔是一个多输入多输出的对象，它由很多级塔板组成，内在机理复杂，对控制要求又大多较高。这些都给自动控制带来一定的困难。同时各塔工艺结构特点有千差万别，这需要深入分析特性，结合具体塔的特点，进行自动控制方案设计和研究。精馏塔的控制最终目标是：在保证产品质量的前提下，使回收率最高，能耗最小，或使总收益最大。在这个情况为了更好实现精馏的目标就有了提馏段温度控制系统的产生。

按提馏段指标的控制方案：当塔釜液为主要产品时，常常按提馏段指标控制。如果是液相进料，也常采用这类方案。这是因为在液位相进料时，进料量的变化，首先影响到塔底产品浓度，塔顶或精馏段塔板上的温度不能很好地反映浓度的变化，所以采用提馏段控制温度比较及时。另外如果对釜底出料的成分要求高于塔顶出料，塔顶或精馏段板上温度不能很好反映组分变化和实际操作回流比大于几倍最小回流比时，可采用提馏段控制。提馏段温度是衡量质量指标的间接指标，而以改变再沸器加热量作为控手段的方案，就是提馏段温控。

2、设计方案及仪表选型

2.1控制方案的确定

图2-1是精馏塔底部示意图，在再沸器中，用蒸汽加热塔釜液产生蒸汽，然后在塔釜中与下降物料进行传热传质。为了保证生产过程顺利进行，需要把提馏段温度θ。保持恒定。为此在蒸汽管路上装上一个调节阀，用它来控制加热蒸汽流量。从调节阀的做到温度θ发生变化，需要相继通过很多热容积。实践证明，加热蒸汽压力的波动对θ的影响很大。此外，还有来自液相加料方面的各种干扰，包括它的流量、温度和组分等，它们通过提馏段的传质过程，以及再沸器中传热条件（塔釜温度、再沸器液面等），最后也影响到温度θ。很明显当加热蒸汽压力波动较大时，如果采用如图2-1所示的简单单回路温度控制系统，调节品质一般不能满足生产要求。由于存在这些扰动故考虑串级控制系统。

精馏塔的温度控制

辽宁工业大学过程控制系统课程设计（论文）题目：精馏塔温度控制系统设计

院（系）：

专业班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：（签字）

起止时间：

摘要

随着石油化工的迅速发展，精馏操作的应用越来越广，分流物料的组分越来越多，分离的产品纯度越来越高。采用提馏段温度作为间接质量指标，它能够较直接地反映提馏段产品的情况。将提馏段温度恒定后，就能较好地确保塔底产品的质量达到规定值。所以，在以塔底采出为主要产品、对塔釜成分要求比对馏出液高时，常采用提馏段温度控制方案。由于精馏塔操作受物料平衡和能量平衡的制约，鉴于单回路控制系统无法满足精馏塔这一复杂的、综合性的控制要求，设计了基于串级控制的精馏塔提馏段温度控制系统。

影响物料平衡因素包括进料量和进料成分变化，顶部馏出物及底部出料变化；影响能量平衡因素主要包括进料温度或热焓变化，再沸器加热量和冷凝器冷却量变化，及塔的环境温度变化。采用串级控制系统能有效地去除蒸汽压强的波动对温度的影响。使用超驰控制系统控制釜液输出端，在塔釜温度较低时，塔底不出料只有当温度达到低线以上，液位控制器取代温度控制器以后，才有出料排出。

关键词：提馏段;温度;串级控制;超驰控制

第1章绪论 (1)

第2章课程设计的方案 (2)

2.1概述 (2)

2.1.1 物料平衡关系 (2)

2.1.2 能量平衡关系 (3)

2.2设计方案 (3)

2.2.1控制方案类型 (3)

2.2.2控制方案的选择 (4)

第3章系统各仪表选择 (9)

3.1检测变送器的原理 (9)

3.1.1 温度变送器的选择 (9)

3.1.2 流量变送器的选择 (10)

精馏塔控制系统

第6章精馏塔控制系统

概述

轻组分的转移提供能量；冷凝器将塔顶来的上升蒸汽冷凝为液相，并提供精馏所需的回流。

6.1.1 精馏塔的控制要求

精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低，即使总收益最大，成本最

小。

精馏过程是在一定约束条件下进行的。因

此，精馏塔的控制要求可从质量指标、产品产量、

能量消耗和约束条件四方面考虑。

1．质量指标

精馏塔的质量指标是指塔顶或塔底产品的纯度。通常，满足一端的产品质量，即塔顶或塔底产品之一达到规定纯度，而另一端产品的纯度维持在规定范围内。所谓产品的纯度，就二元精馏来说，其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产品中重组分含量。对于多元精馏而言，则以关键组分的含量来表示。关键组分是指对产品质量影响较大的组分，塔顶产品的关键组分是易挥发的，称为轻关键组分；塔底产品的关键组分是不易挥发的，称为重关键组分。产品组分含量并非越纯越好，原因是，纯度越高，对控制系统的偏离度要求就越高，操作成本的提高和产品的价格并不成比例增加，因此纯度要求应与使图精馏塔示意图

精馏塔精馏段温度串级系统方案

1 绪论 (2)

1.1精馏原理 (2)

1.2 串级控制 (3)

2 精馏塔精馏段温度串级系统的原理与结构 (3)

2.1变量的选择 (3)

2.2 工艺描述 (3)

2.3 精馏塔精馏段控制的原理 (4)

3仪表的选型 (5)

液位调节器选型 (7)

4 精馏塔精馏段温度串级控制的研究 (10)

4.1精馏塔温度串级过程中的主要假设: (11)

4.2模型的建立 (12)

5仿真 (13)

6 结束语 (19)

6.1设计思想 (15)

6.2 系统分析 (16)

7 参考文献 (17)

1 绪论

组成，如图1所示。

由精馏塔、再沸器、冷凝器、回流罐等设备[1]

图 1 简单精馏控制示意图

进料流量F 从精馏塔中段某一塔板上进入塔，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。溶液中组分的数目可以是两个或两个以上。实际工业生产中，只有两个组分的溶液不多，大量需要分离的溶液往往是多组分溶液。多组分溶液的精馏在基本原理方面和两组分溶液的精馏是一样的。

1.1精馏原理

精馏塔的安全运行分析——精馏塔的温度控制

精馏塔通过灵敏板进行温度控制的方法大致有以下几种。

(1)精馏段温控灵敏板取在精馏段的某层塔板处，称为精馏段温控。适用于对塔顶产品质量要求高或是气相进料的场合。调节手段是根据灵敏板温度，适当调节回流比。例如，灵敏板温度升高时，则反映塔顶产品组成zn下降，故此时发出信号适当增大回流比，使XD上升至合格值时，灵敏板温度降至规定值。

(2)提馏段温控灵敏板取在提馏段的某层塔板处，称为提馏段温控。适用于对塔底产品要求高的场合或是液相进料时，其采用的调节手段是根据灵敏板温度，适当调节再沸器加热量。例如，当灵敏板温度下降时，则反映釜底液相组成Xw变大，釜底产品不合格，故发出信号适当增大再沸器的加热量，使釜温上升，以便保持工w的规定值。

(3)温差控制当原料液中各组成的沸点相近，而对产品的纯度要求又较高时不宜采用一般的温控方法，而应采用温差控制方法。温差控制是根据两板的温度变化总是比单一板上的温度变化范围要相对大得多的原理来设计的，采用此法易于保证产品纯度，又利于仪表的选择和使用。

精馏塔的温度控制

辽宁工业大学

过程控制系统课程设计（论文）

题目：精馏塔温度控制系统设计

院（系）：专业班级：学号：学生姓名：

指导教师：（签字）起止时间：

摘要

关键词：提馏段;温度;串级控制;超驰控制

第1 章绪论................................................ 错.. 误! 未定义书签

第2 章课程设计的方案...................................... 错. 误! 未定义书签概述.................................................. 错.. 误! 未定义书签

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影响精馏塔温度不稳定的因素主要是来自外界来的干扰。一般情况下精馏塔塔釜的温度，我们是通过控制精馏塔釜内灵敏板的温度来控制的。以往调节只是采用灵敏板温度调节器单一回路调节，调节反应慢，时间滞后，对精馏操作而言，产品的纯度很难保证。精馏塔的控制最终目标是：在保证产品质量的前提下，使回收率最高，
当主调节器是比例控制的时候
仿真结果如下：
添加PID控制
仿真结果如下：
采用这种冗余并行控制结构的目的是 : 在精馏塔计算机控制系统实施复杂控制或优化控制方案的情况下, 当工业控制机接口电路或智能调节器出现系统故障时, 控制系统仍能保证重要调节回路具有良好的控制性能, 从而保证该连续生产过程对馏出产品的质量要求, 避免了常规串行分布式控制系统在下位机出现故障后, 无法实施高级过程控制方案的问题。
PLC
中央控制级设有两组配套的监控计算机和打印机。两台监控计算机分为工程师站和操作员站，带CP56ll 通讯卡以实现与PROFIBUS 总线的通讯 , 配WINDOWS XP ROFESSIONAL 操作系统，并配有STEP7 V5． 4 和 SIMATIC WinCC6． 0 软件。计算机使用MPI 通讯方式与下位机PLC 进行连接，进行不间断的数据交换。根据PLC 的容量，通讯功能，模拟量、数字量输入输出点数， I /O 响应时间等因素，系统选用的PLC 型号为西门子的S7-300 系列，CPU 为315-2DP ，在现场建立4 个ET200M 从站，将现场的各种检测设备，控制设备均加到从站上，通过现场总线 PROFIBUS-DP 将数据传输到工程师站上，可以实现从现场信号到控制室的数据高速通信，在工程师站上可以进行远程的控制。在工程师站，操作员站和厂长室之间建立以太网连接，这样厂长就可以在自己的办公室里监测全厂设备的运行情况，便于及时发出控制指令。整个自动化监控系统构成SCADA 系统，完成数据采集、处理、监视及对现场设备进行控制。

精馏塔温度-流量控制

1精馏塔控制系统分析
1.1精馏塔原理
精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸汽由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸汽中转移，蒸汽中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸汽愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸汽返回塔中，另一部分液体则作为釜残液取出。
蒸馏的基本原理是将液体混合物部分气化,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度）的特性，实现分离目的的单元操作。蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
1.2控制要求及干扰因素
为了保证精馏生产工序安全、高效持续进行,改造生产工艺提出如下控制要求:
(1)保证产品质量。以塔顶产品的纯度作为质量参数进行控制,构建质量控制系统。
0.1~25分（×10）
微分时间（D）：断；0.04~10分
⑧负载阻抗：250Ω~750Ω
⑨手动切换特性：自动↔手动1↔手动2
⑩供电电压：24V±0.5%，DC
消耗功率：光柱不大于10W

精馏塔提馏段的温度控制设计

、

成绩

过程控制仪表课程设计

设计题目精馏塔提馏段的温度控制系统

学生姓名 XX ,

专业班级自动化X X X X班

学号 XXXXXXXXXXX

指导老师 XXX

2019年XX月XX日{

《过程控制仪表》课程设计评分标准表姓名：XX 学号：XXXXXXXXX

课程设计的最终成绩采取“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”和“不及格”五级记分。100-90分（优秀）、89-80（良好）、79-70（中等）、69-60（及格）、低于60（不及格）

《过程控制仪表课程设计》任务书

1.设计任务与要求 (1)

设计任务 (1)

设计要求 (1)

2.系统简介 (1)

3.设计方案及仪表选型 (2)

控制方案的确定 (2)

系统原理及方框图 (3)

仪表选型 (4)

4.系统仿真分析 (10)

5.控制系统仪表配接图及说明 (13)

6.仪表型号清单 (13)

7.总结 (13)

参考文献 (14)

1.设计任务与要求

设计任务

过程控制仪表课程设计，是《自动化仪表与装置》课程中的后续课程，实践教学环节，也是一次全面的专业知识的运用和实践。

⑴巩固和深化所学课程的知识：

通过课程设计，要求学生初步学会运用本门课程和其它相关课程的基本知识和方法，来解决工程实际中的具体的设计问题，检验学生对本门课程及相关课程内容的掌握的程度，以进一步巩固和深化所学课程的知识。

⑵培养学生的设计、实践能力：

通过课程设计，从方案选择、设计计算到绘制图纸、编写设计说明书，可以培养学生对工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握自动控制系统中各环节使用仪表的基本方法和步骤，为以后从事工程设计打下良好的基础。⑶使学生能熟悉和运用设计资料，学会查阅相关文献，如有关国家标准、手册、图册等，以完成作为工程技术人员在工程设计方面所必须的基本训练。

常用串级和分程控制(的介绍)

一个控制器（主控制器）的输出送到另一个控制器（副控制器）的给定，副控制器的输出送到控制阀
概述
温度控制器
流量控制器
控制阀
流量变送器
温度变送器
流量对象
温度对象
特点：两个闭环环路，内环和外环内环：副环，副控制器、副对象、副变送器（流量）外环：主环，主控制器、主对象、主变送器（温度）
概述
主环，定值控制系统，给定值由工艺设定，主控
FC TC
副控制器：控制阀选“气闭”式——负正对象，流量对象，阀门开大，
流量增大——正变送器一般均为正
主控制器：副环——正主对象，温度对象，蒸汽流量增大时，加热量增加，
提馏段温度上升——正
串级控制系统
结论（1）主控制器的正、反作用与阀的开、闭形式无关；（2）直接先确定主控的正反作用。
PC
TC
串级控制系统的实施
副控制器：控制阀选“气开”式——正副对象，压力对象，阀门开大，负，反作用压力上升——正变送器一般均为正
主控制器：副环——正主对象，温度对象，燃料压力增大时，燃料量增加，负，反作用出口温度上升——正
串级控制系统的实施
例2
精馏塔提馏段温度与再沸器加热蒸汽流量串级控制系统
→提馏段温度缓慢上升→（温度控制器正偏差，温度控制器输出减小，输出到流量控制器的设定值减小） →流量控制器设定值减小，流量控制阀开度进一步减小。

精馏塔提馏段温度控制方案

精馏塔的提馏段温度控制方案可以通过以下几个步骤实施：

1. 设置目标温度：根据产品的蒸汽化温度和沸点等物理性质，确定塔顶的目标温度。这个温度应该足够高，使得目标组分能够从原料中蒸发出来。

2. 监测温度：在塔顶和其他关键位置安装温度传感器，监测塔内各个位置的温度变化，并将数据传输给温度控制系统。

3. 确定控制策略：根据温度传感器的监测数据，控制系统分析和计算，确定合适的控制策略。常见的策略包括比例控制、比例积分控制和比例积分微分控制等。

4. 调节操作：根据控制策略的结果，控制系统会输出相应的控制信号，调节塔顶的加热或降温装置，以达到目标温度。

5. 反馈调整：监测实际温度和目标温度之间的偏差，并根据调整的结果进行反馈调整，进一步优化控制策略。

需要注意的是，精馏塔提馏段温度控制方案还需要考虑其他因素，如进料流量、冷却介质温度等。此外，不同的塔设计和操作条件可能需要不同的控制策略，因此具体的温度控制方案应根据具体情况进行定制。

精馏塔精馏段温度控制设计方案

(共52页)

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精馏塔精馏段温度控制设计方案

1.课题研究的背景和意义

石油化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的。分离互溶液体混合物有许多种方法，精馏是在炼油、化工等众多生产过程中广泛应用的一个传质过程。精馏过程通过反复的汽化与冷凝，使混合物料中的各组分分离，分别达到规定的纯度。精馏塔的控制直接影响到产品质量、产量和能量消耗，因此精馏塔的自动控制问题长期以来一直受到人们的高度重视[1]。

精馏过程是由精馏装置来实现的，精馏装置一般是由精馏塔、再沸器（重沸器）、冷凝冷却器、回流罐及回流泵等组成。

实际生产过程中，精馏操作可分为间歇精馏和连续精馏两种。石油化工等大型生产过程主要采用的连续精馏。

精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。蒸溜的原理是蒸气由塔底进入。蒸发出的气相与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向气相中转移，气相中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，气相愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，从而达到组分分离的目的。由塔顶上升的气相进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，加热蒸发成气相返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。

精馏塔是一个多输入多输出的多变量过程，其内在机理复杂，动态响应迟缓，变量之间相互关联，不同的塔工艺结构差别很大，而工艺对控制提出的要求又较高，所以确定精馏塔的控制方案是一个极为重要的课题[1]。