醋酸是一类重要的基础有机化工原料,其发展是有机化学工业的一面镜子。甲醇羰基化合成醋酸工艺是目前市场上竞争力最强的醋酸生产工艺,由于其压倒性的经济优势,在市场上占领主体地位。在此生产工艺中,甲醇和一氧化碳在催化剂的作用下合成醋酸,反应过程为强放热反应。放出的热量导致反应温度升高,温度升高又将加快反应速率,构成正反馈系统,将使整个生产过程不可控。本文通过对反应器系统工艺的深入研究,根据工艺操作的具体参数,结合相关工程项目的设计经验和设计规范,设计了反应器温度控制系统的控制策略。其中,反应器温度的粗调控制回路为甲醇进料流量比值控制和甲醇进料温度串级-前馈控制,前者针对反应器热量移出的主要手段一闪蒸出料所做的控制,后者的目的是为了进一步稳定反应器的反应温度,减少波动;由于羰基化合成醋酸是强放热反应,前两个粗调回路不足以将所有的反应热移出,因此增加反应器温度的细调控制回路一外循环换热串级-分程控制回路。三个控制回路协同工作,将反应器温度控制在工艺操作允许的范围内。性能优异的控制器是控制回路稳定控制过程参数,达到工艺操作要求的重要保障。预测函数控制是第三代模型预测控制算法,具有控制输入规律性,在线计算量少,可行性高等优点。本文针对甲醇进料温度串级-前馈控制回路,设计预测函数控制器,并进行MATLAB仿真分析。仿真结果表明,预测函数控制算法具有良好的跟踪性能和抗干扰能力。温度、流量等检测单元和调节阀等执行单元是控制回路的重要组成部分。本文对所设计的控制回路中涉及到的检测元件和执行元件,选取测量关键参数甲醇进料流量的流量计和特殊应用、选型困难的闪蒸调节阀,进行详细的选型设计,使其能满足应用场合的工况要求,完成回路控制的目标。