分子蒸馏是一项极具发展前景的新型分离技术,利用分子蒸馏技术在精准化工、石油化工、日用化工、食品产业、医药产业、塑料制造等实际生产的各个方面与领域具有广泛的发展前景。一般对分子蒸馏设备的优化仅仅在各项工艺参数上采取优化控制方法,往往忽略了其蒸发器内部的耦合关系,然而刮膜式分子蒸馏是一个具有强耦合性的系统,仅仅对工艺参数的优化无法完全消除系统中各个过程变量之间的相互影响,这在实际生产过程中对控制设备产生了很大的难度,使得分子蒸馏系统无法达到预期的控制效果。通过对前期的实验数据进行分析,温度与真空度是影响分子蒸馏系统中最关键的因素,且两者的耦合关系极强,有必要对其采取有效的解耦控制策略。因此,研究解耦控制器对分子蒸馏系统中的温度与真空度在实际生产优化过程中具有十分重要的意义。本文基于MDS-80-Ⅱ分子蒸馏设备,通过分析前期实验数据,针对该分子蒸馏系统的耦合特性主要做了以下内容研究:首先,根据前期数据变化的特点,得到分子蒸馏系统中温度与真空度的拟合关系曲线,根据所得到的拟合曲线采用系统辨识的方式结合二阶欠阻尼系统阶跃响应曲线的特性建立了分子蒸馏系统的耦合关系模型,并利用间接法计算出该系统模型的相对增益矩阵,通过对所得到的相对增益矩阵进行分析,发现该系统存在着严重的耦合关系,需要对其进一步采取必要的解耦控制策略。其次,根据分子蒸馏系统的耦合关系模型,分别采取解耦补偿控制矩阵与逆解耦补偿控制法对分子蒸馏系统设计相应的解耦补偿控制器。其中,采用解耦补偿控制矩阵的算法为分别设计了对角阵解耦补偿器、单位解耦补偿器和前馈解耦补偿器,并与逆解耦补偿控制器进行对比,得出采用逆解耦补偿控制器的方法在分子蒸馏系统的实际操作与优化控制器的设计中更为适用。根据所得到解耦补偿后的分子蒸馏系统模型,采用预期动态法,通过实际系统需求设计预期动力学方程系数反映在控制器参数当中,设计出Tornambe控制器对分子蒸馏系统采取解耦控制,并与传统的PID控制器进行对比,利用MATLAB软件进行仿真实验,通过对仿真曲线的分析得出,采用预期动态法所设计出的Tornambe控制器具有更好的性能指标与更好的鲁棒性。最后,根据MDS-80-Ⅱ分子蒸馏设备的实际情况,采用集散控制方式设计出分子蒸馏设备的DCS控制系统,使得操作人员能够更加方便、直观的通过交互界面对分子蒸馏系统进行实际的实验与生产操作,实现分子蒸馏系统的自动化改造与升级。