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N-甲基吡咯烷酮(NMP)是一种非常稳定,选择性很强的极性溶剂和重要化工原料。作为制作锂电池正极的重要材料,随着近年来锂电池产业的飞速发展,NMP的需求量正日益增大,对NMP进行回收精制就显得非常迫切。可见,NMP的精馏回收在我国的前景非常广阔。本文以江西省某NMP精制的精馏工艺为研究对象,主要工作如下:1.首先介绍该项目的原料NMP的性质,分析其精馏工艺的流程及特性,然后针对工艺原理分析NMP精馏塔的特性、温度的控制要求及其影响因素。2.具体研究该项目产品塔的温度控制方案,尤其是串级控制在精馏段温度控制中的应用效果,并分析传统串级控制的优缺点。然后针对传统串级控制的不足引入新型PID算法对其进行改进,对新型PID进行仿真分析后发现,改进之后仍有不足之处。3.在NMP精馏过程的温度控制中,研究利用预测控制算法来克服传统PID和新型PID的不足,且针对精馏段的温度控制设计了一种基于动态矩阵控制(DMC)的预测控制器,在建立精馏段温度的预测模型之后,经过滚动优化和反馈校正对控制器进行逐步完善。对比仿真结果发现,预测控制系统无论是在响应时间,抗干扰能力,还是超调量等方面都比前两种方法控制质量更好。4.完成此项目硬件方面的设计,包括DCS系统、控制室的设计,以及项目中所涉及的各类仪表的选型。尤其是较为复杂的流量计和调节阀,在详细计算出相应参数之后,完成了正确的型号选择。