精馏操作是炼油、化工生产过程中一个十分重要的环节。在精馏过程动态和控制研究中,高纯精馏一直是个难点和热点,化工工业日趋精细化的今天,高纯精馏控制是我国化工工业向前发展的最大瓶颈之一。内部热耦合精馏塔(ITCDIC)是精馏节能研究的前沿,具有极大的工业应用前景,但是至今并没有被广泛应用。其中很大的一个原因就是该过程动态的复杂性,强非线性,变量之间的强耦合性以及对干扰高度敏感。高纯下,这些特性更加明显。这就对内部热耦合精馏塔的控制带来了新的困难,新的命题。本文着眼于高纯内部热耦合精馏塔的先进控制研究,尝试能找到一种或多种优秀的控制解决方案,为这项新技术的工业化提供控制支持,主要的工作与成果如下:1.对高纯精馏过程的动态特性和控制做了综述性研究,特别着眼于一些典型的先控方案,为下面高纯内部热耦合精馏塔的先控研究拓展思路。对内部热耦合精馏技术的特点及国内外研究现状做了综述性研究。2.实现高纯内部热耦合精馏塔的一般模型控制系统设计,并以苯—甲苯物系作为研究实例,研究表明一般模型控制是解决高纯内部热耦合精馏塔对象强非线性的一种有效方法。3.实现了高纯内部热耦合精馏塔的动态矩阵控制系统设计。研究结果表明,DMC作为一个典型的模型预测控制算法,能实现高纯内部热耦合设定值的跟踪,但动态效果并不理想。4.提出了高纯内部热耦合精馏塔的自适应广义预测控制系统,首先介绍了自适应广义预测控制的基本算法,然后结合高纯内部热耦合精馏对象,阐明系统的实施办法并对几种广义预测控制算法做了较为详细的比较研究,结果表明,自适应广义预测控制是高纯ITCDIC对象一个很有应用前景的控制方案。5.为了克服系统的强非线性,并且考虑到工业现场经常变更操作状况的要求,提出了基于纯机理DAE描述的数学模型并采用在线求解动态优化的非线性模型预测控制方案。研究表明本文提出的这种非线性模型预测控制方法能很好的实现高纯内部热耦合精馏塔设定值的稳定操作和及时消除外界干扰对过程的影响,并且在大范围的设定值阶跃下也能保持很好的控制效果。