空分过程是一个高纯度的复杂分离过程,其产品广泛应用于冶金、石化、化工和航天等工业领域。空分主精馏塔是空分流程中最关键的设备,下塔又是主精馏塔的基础,因此对下塔的研究显得尤为重要。本文在对下塔的机理分析与HYSYS-Matlab数据通信接口开发的基础上,分别基于设计数据与现场运行数据对空分下塔进行模拟,并通过对模型中的塔板效率进行参数估计来修正模型。其中,高纯度流股中微量组分的模拟问题以及现场测点不足问题是本文要解决的两个难点。本文的主要研究内容和成果如下：1.研究分析空分下塔工艺机理模型,包括热力学计算分析、精馏计算分析以及塔板效率分析,为下塔模拟与参数估计提供理论基础；研究HYSYS流程模拟软件的特点和接口技术,并在此基础上开发HYSYS-Matlab数据通信接口,实现HYSYS与Matlab的实时数据通信,为下塔的模拟与参数估计提供技术基础；在以上两方面的基础上提出模拟与参数估计的软件架构。2.基于设计数据在HYSYS中对空分下塔进行模拟,并对模型中的塔板效率进行参数估计,实现模型修正。在参数估计中对不同的误差评价指标进行研究和比较,并提出基于工程精度的误差评价指标。基于模拟结果对下塔的属性进行分析。3.基于现场运行数据对空分下塔进行模拟与参数估计,通过工艺机理分析以及变量灵敏度分析提出针对现场测点不足问题的解决方案,根据这一解决方案对下塔模拟与参数估计取得令人满意的结果。在运行数据聚类分析的基础上对多个工况点进行模拟与参数估计并研究了塔板效率与工况间的关系。结合现场测点的实际情况分析塔板效率估计结果的准确度与不同测点选取方案之间的关系,得到最优测点选取方案。