甲醇是生产规模居第三位的重要有机化工原料，同时还是性能优良的能源和车用燃料。改进和优化合成甲醇的精制工艺，节省精馏过程的能量和水资源消耗，是推动甲醇生产进一步发展的重要技术环节。多年来生产实践证明，我国普遍采用的甲醇双塔精馏工艺具有流程简单，操作方便，运行稳定的优点，但存在能耗高的缺陷。甲醇三塔双效精馏工艺很好的解决了两塔流程能耗高的问题，是目前国外广泛应用的流程。 我们对传统的三塔双效精馏工艺进行了改进，设计了新的三塔双效精馏流程。该流程用加压塔侧线采出作为常压塔进料，更合理地分配了高、低压塔之间的分离负荷，并实现了萃取软水的集成利用。稳态仿真的结果显示，新流程比传统三塔双效流程节约年操作费用约25％，节约软水约34％。 本文建立了新三塔精馏流程的动态模型，设计了新流程的控制方案，通过在动态模型中加入各种控制器模块，考查了控制方案的可行性和研究了系统的动态行为。由于HP塔和LP塔之间的热耦合减少了系统的自由度，所设计的控制方案中LP塔组分控制的SV策略并不完全，由调节上升蒸汽量来控制塔底浓度不能实现。在这个控制方案中，HP塔的塔顶压力的控制通过调节LP塔进料量来实现。LP塔进料量是保持HP冷凝器和LP再沸器热量匹配的杠杆，同时HP塔顶的压力起着热量匹配与否的指示作用。 本文深入地研究了该系统在进料量及进料组成阶跃变化的情况下的动态响应行为，获得了HP和LP的产品产量、组成和温度等工艺参数变化的动态曲线，分析了HP和LP的热负荷分配变化以及混和产品的质量波动情况。时间域的各项性能指标表明设计的控制方案是合理可行的。 利用前面动态行为分析得到的如塔板流量延迟时间等动态特性参数，采用先进控制的思想，初步设计了预测控制方案，改进了系统的控制性能。与常规控制比较，采用预测控制方案的工艺参数波动更小，相应于阶跃干扰的过渡时间缩短约50％。 进一步的研究工作正围绕各系统变量间的相关性以及对控制策略和控制方案的优化进行。