在某先进过程控制(APC)项目中，两套精馏系统的控制策略优化颇具启示意义。这两个塔的塔釜采出未直接外送，而是通过循环管线返回上游脱重塔。此设计的核心逻辑在于：精馏塔为了保证产品质量，塔釜液中仍含有大量可回收产品组分，通过上游塔脱重既可提升产品纯度，又能降低有效组分损失。从系统架构视角分析，上游塔实质上承担双塔精馏体系中的"下塔"功能，而精馏塔则扮演"上塔"角色，通过双塔精馏显著提升系统效率。
案例一：循环物料波动治理
某装置原控制方案中，精馏塔采用再沸器蒸汽流量控制塔釜温度(TC)、塔釜采出流量控制液位(LC)。当精馏塔波动时，液位控制回路的采出调节会引发上游塔的连锁波动，因而引起整个精馏系统的波动。操作团队曾将此类波动归因为环境温度变化，但APC实施过程中发现：尽管采用先进控制替代传统PID对塔釜温度进行优化，但液位控制引起的系统波动问题始终存在。操作人员虽掌握手动稳定采出的经验，但缺乏自动控制支撑的液位波动，已成为制约系统稳定性的关键瓶颈，最终导致APC系统投用率低下。
针对此痛点，我们重构控制架构：将塔釜采出改为流量控制(FC)，液位则通过再沸器蒸汽流量调节。该方案基于以下机理设计：
1、塔釜采出过量时，重组分已充分脱除，无需严格约束塔釜温度；
2、当采出不足影响产品质量时，仅需提升采出流量即可响应。
虽未设置温度被控变量，但该方案完美契合操作逻辑：
1、采出流量稳定后，上游塔循环物料波动降低42%；
2、四塔串联精馏系统的扰动传播路径被有效阻断；
3、在不修改底层控制逻辑的前提下，通过策略级优化实现系统稳定。
案例二：固定采出工况下的液位控制
另一装置因工艺约束需保持塔釜采出流量恒定，原APC方案与操作需求存在结构性冲突，导致先进控制长期处于"离线"状态。我们采用案例一的类似设计思路：
1、保持采出流量固定控制；
2、液位通过再沸器蒸汽流量进行控制。
该方案使操作干预频次降低到0，且因控制逻辑与操作人员经验模型高度契合，系统投用率持续保持在100%。
APC实施的核心启示
1、人因工程设计优先：控制策略必须与操作人员的认知模型兼容，单纯追求算法复杂度而忽视用户体验，必然导致系统弃用；
2、价值创造导向：先进控制应聚焦"自动化水平提升-操作干预降低"的价值闭环，若实施后仍需额外PID整定或方案重构，则证明设计存在根本缺陷；
3、系统扰动溯源：在多塔串联体系中，循环物料波动常成为隐性扰动源，需通过控制架构重构实现扰动隔离。
当前行业内普遍存在的APC有效性困境，本质上源于"技术本位"与"操作本位"的认知错配。只有将控制工程师的算法优势与操作工程师的领域知识深度融合，才能打造真正具有生命力的先进控制系统。
精馏塔是典型的多变量系统，变量配对千变万化。所以精馏塔控制方案不合理和缺少，是常见现象，但是新方案的设计需要突破认知。精馏塔不一定需要温度控制，液位也可以用能量控制。约束条件决定了方案，不能生搬硬套、刻舟求剑。
作者：冯少辉
