在现代化工业中,精馏塔作为生产过程的重要设备,对化工企业的经济效益存在重要影响,所以进行精馏塔的过程监控和故障诊断研究具有重要意义。但是在实际生产过程中,人工无法准确、快速判断设备故障,因此需要对精馏塔的效率及故障诊断开展研究。本文首先分析精馏塔效率,对影响效率的关键生产变量进行相关性分析;利用HYSYS仿真模拟影响塔效率的常见故障,通过改进粒子群优化支持向量机的方法来诊断导致设备效率降低的故障类型。本文开展的研究内容具体如下:(1)结合工业生产实际情况,分析现有的精馏塔效率计算方法,针对查表获取参数的方式存在计算效率较低的问题,提出一种精馏塔效率的快速计算方法。经过实验表明该方法与查表法相比误差较小,解决了计算效率较低的问题,具有实时计算精馏塔效率的作用。(2)由于精馏塔产品浓度受其他生产变量的影响,寻找相关生产变量来提升设备效率具有重要意义。针对化工生产过程中耦合变量相关性受时滞影响的问题,提出了基于时滞互信息的相关性分析方法。方法在考虑时滞情况下计算变量间的互信息,并从原始变量中选择时滞互信息较高的变量作为影响生产的相关生产变量。实际空分案例分析结果表明了该方法能够获得与产品浓度相关性更强的生产变量。(3)通过HYSYS仿真模拟影响效率的常见故障,分析故障特征并总结了故障现象。在故障分类上,针对支持向量机参数选择困难的问题,提出了一种改进粒子群优化支持向量机的精馏塔故障诊断方法。方法结合了模拟退火算法思想,允许速度极限值在固定取值范围内进行变化,提高了粒子的适应度,使得支持向量机具有更好的分类效果。通过仿真案例验证了该方法的有效性。