由于蒸馏塔的内部耦合十分强烈、动态特性相当复杂以及滞后时间较长等特点导致了其控制系统综合与设计的高度复杂性,已经严重影响了产品质量的控制效果,所以对于蒸馏塔的操作与优化控制一直是研究热点。浓度控制是对产品的成分和浓度的直接控制,因此浓度控制能够实现对被控产品的无偏差控制。但是由于浓度测量装置的使用会导致控制系统投资成本大、维护费用高以及调节时间长等缺点,极大地限制了其工业应用。相反,温度推断控制由于投资小、可靠性高和延迟时间短等优点而在过程工业中广受青睐。基于灵敏度和稳态偏差最小方法,本文分别以分离乙醇/丁醇、丙烷/异丁烷二元混合物的两种简单蒸馏塔为例,在具有低、中、高三种产品浓度的稳态操作条件下研究其温度推断控制系统的综合与设计问题。基于灵敏度方法所选择的被控塔板通常具有较快的动态响应,但仅在产品浓度较低时其温度与产品浓度具有良好的对应关系。基于稳态偏差最小方法所选择的被控塔板,其温度与产品浓度通常具有良好的对应关系。但当产品浓度较高时,由于所选择的被控塔板太靠近塔的两端,在精馏段会导致恶化的动态特性,在提馏段会对压力变化非常敏感,二者都会降低温度推断控制系统的品质。以上结果表明,灵敏度和稳态偏差最小方法均不能一致性地给出二元蒸馏塔温度推断控制系统的有效结构,而开发一种既能在精馏段有效折衷稳态特性与动态特性又能在提馏段有效回避压力变化影响的系统性方法显然是必要的。本文还研究了碳酸二甲酯和乙醇酯交换合成碳酸二乙酯和甲醇的双反应段复杂蒸馏塔的温度推断控制系统的综合与设计问题。通过对其温度推断控制系统的仿真研究与分析,本文评估了提出的系统性方法在复杂蒸馏塔上应用的可行性与有效性。