精馏过程是石油炼制、石油化工和其他化工过程中应用最为广泛的传质操作过程。精馏过程由于内在机理复杂,对控制作用的响应缓慢,参数间关联密切,因此控制要求高,难度大。又由于其非线性、强耦合、质量参数在线检测困难等特点,使得精馏塔的自动控制问题成为过程控制界研究的热点。本文以页岩炼油厂的精馏工艺为背景,以油页岩精馏塔为研究对象,分析了油页岩精馏的基本控制要求和精馏塔温度控制的基本原理及方法。本文所研究的精馏塔为二元精馏塔,即在生产中仅有塔顶和塔底两种产品。常规的精馏塔温度控制分为两部分,一是利用回流量来控制精馏段的温度,二是改变通往再沸器的加热蒸气量来控制提溜段的温度。根据实际工艺要求,本文采用精馏段温度控制方式,并以回流流量作为副环,温度作为主环,组成串级控制系统。由于引起温度变化的因素较多,并且各参数之间相互影响较大,为此,引入对系统变化鲁棒性强的预测控制算法来设计串级回路中的主环温度控制器,传统的PID算法设计副环控制器,这样便组成了基于动态矩阵预测控制算法的精馏段温度串级控制系统。最后,通过仿真分析了精馏塔精馏段温度预测控制系统的控制性能,并与常规的串级PID控制系统的仿真结果进行了性能的比较,仿真结果表明本文设计的预测控制系统不仅具有较好的跟踪设定值和抗扰动性能,而且能够更好地适应参数的变化,控制效果较为理想。