精馏系统是一个多变量、多输入、多输出的耦合系统，其控制问题非常复杂。对于全热耦合精馏塔，由于添加了互逆循环流股，使精馏过程的非线性和操作变量之间的耦合作用更加严重。为了达到节能效果，必须对其进行合理的控制，否则会影响正常的生产。因此，开展精馏过程的动态行为研究，对于精馏系统的操作和控制具有一定的理论意义和应用价值。本文以水、乙二醇和二乙二醇三元混合物的分离过程为例，探讨了全热耦合塔分离过程的动态特性，并提出有效的控制方案，实现热耦合精馏塔的稳定操作。主要开展了以下几个方面的工作：1.采用严格的动态机理建模方法，建立了热耦合塔的动态模型，并运用AspenDynamics软件进行评价。结果表明：当系统在遇到正负两个方向的扰动时，塔顶和塔底产品都对负方向的扰动变化敏感，偏移量较大，而侧线产品对正方向扰动变化敏感，偏移量大，从而证明该系统存在不对称的动态响应，并有严重的非线性；塔顶和中间产品浓度的波动时间约为10小时，塔底产品的浓度则为5小时，说明系统从一个稳态恢复到另一个稳态时间较长，即系统具有很强的滞后性。2.采用三点浓度控制方案，即采用塔顶回流量控制塔顶产品浓度(L-x_D),侧线采出量控制侧线产品浓度(S-x_S),再沸器负荷控制塔底产品浓度(Q_R-x_B)；选用比例积分(PI)控制，确定控制器模型方程和控制器的正反作用，并使用Ziegler-Nichols方法整定了控制参数，获得最优的比例增益K_c和积分时间T_i；当进料负荷产生±10%的扰动时，塔顶、侧线和塔底产品浓度的变化幅度较大，波动时间为10小时左右，回流罐液位和塔顶压力的动态响应时间为5小时，而塔釜液位需要15小时才能恢复稳定。当进料组成产生±1%的扰动时，塔顶产品浓度波动幅度为0.5%，侧线产品浓度的波动幅度则为0.1%,塔底产品浓度的振幅则为0.35%，恢复时间为6小时。3.采用相对增益矩阵的变量配对方法，提出新的控制方案，即塔顶回流量控制回流罐液位(L-L_D),塔顶采出量控制塔顶产品浓度(D-x_D),侧线采出量控制侧线产品浓度(S-x_S),塔釜再沸器热负荷控制塔底产品浓度(Q_R-x_B),塔底采出量控制塔釜液位(B-x_B),冷凝器负荷控制塔顶压力(Q_C-P)。当添加进料负荷±10%的阶跃扰动时，塔顶、侧线和塔底产品浓度恢复时间明显减小，大约为3小时，回流罐液位和塔釜液位的变化趋势也更加平缓，波动时间缩短至2小时，塔顶压力的波动为3小时；当添加进料组成±1%的扰动时，塔顶产品最大波动幅度为0.2%，侧线产品的最大波动幅度为0.175%，波动时间缩短至3小时，控制效果优于三点浓度控制方案。