در این تحقیق شبیه سازی در حالت پایا و دینامیک واحد تقطیر اتمسفریک پالایشگاه شیراز توسط نرم افزار aspen plus و aspen dynamic انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی واقعی و منحنی نقطه جوش محصولات مختلف با منحنی حاصل از شبیه سازی مقایسه شد. تاثیر عوامل مختلفی مانند تغییر دمای خوراک، افزایش و کاهش جریان محصولات، تغییر گرمای حذف شده از جریان گردشی بر کمیت و کیفیت محصولات مورد بررسی قرار گرفت. در حالت دینامیک، کنترل کننده های مورد نیاز جهت حفظ کمیت و کیفیت محصول در حد مطلوب نصب و تنظیم شد. بهترین جفت های کنترلی تعیین شده و ساختار کنترلی واحد به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از یکی از روش های ساده و دقیق شناسایی سیستم، نشان داده شد که سیستم کنترلی به صورت غیرخطی عمل می کند. واحد تقطیر اتمسفریک به صورت غیرخطی کنترل شده و ظرفیت پالایشگاه با استفاده از ساختار کنترلی مناسب بدون ایجاد تغییر در طراحی موجود، 5/1 برابر شد. در ظرفیت جدید کنترل کننده ها تنظیم و با تحلیل پاسخ حلقه بسته سیستم نشان داده شد که در صورت ایجاد اغتشاش در واحد، کنترل کننده ها به خوبی عمل کرده و کیفیت محصول را در حد مطلوب حفظ می کنند.