本文以对苯二甲酸（Terephthalic Acid,TA）生产工艺为研究对象，进行了详细地系统工程研究。优化了现有工艺过程，提出了改进的措施;建立了更为完善的生产工艺的新概念设计;给出了关键工艺参数在线计算方法;并使用机理模型实现了精对苯二甲酸（Purified Terephthalic Acid，PTA）实际生产过程的实时滚动在线优化。具体内容包括以下方面:　　首先，利用模拟软件对现有的两种高温生产工艺进行了全流程模拟，利用系统工程方法对系统中的各单元及流股的有效能进行了分析，计算了系统中各设备的有效能损失，确定了系统有效能利用的关键单元及制约瓶颈，通过不同PTA技术工艺中各子系统的比较分析了各种技术方案的优缺点，为工艺优化和新概念设计流程提供依据。　　其次，在现有PTA工艺基础上进行了对苯二甲酸生产工艺的概念设计，利用逐级升温氧化技术建立了一种中纯度对苯二甲酸的生产方法，提高了主氧化的反应温度，缩短了熟化的时间，省去了复杂的精制过程;建立了PTA与MTA联合生产的工艺流程，通过两个过程之间的母液置换和梯级利用，以及能量回收与溶剂处理单元的共用，达到了投资与操作成本的最小化。　　再次，利用Aspen customer modeler平台建立了反应器重要参数的在线计算模型、催化剂浓度的动态在线计算模型、精制单元PTA粒径以及对甲基苯甲酸(p-Toluic Acid,PT酸)浓度的在线计算模型。上述模型在实际工业装置上进行了投运，通过一定时间的调试运行，结果表明基于反应机理建立的在线计算模型是可靠的，具有很强的预测外推能力，能够满足工业生产过程控制的需要。　　最后，对现有的Amoco生产工艺实施在线优化控制。实时优化模型以醋酸单耗最低为目标，滚动计算出了适合当前生产工况的的反应压力、催化剂含量、脱水塔回流比以及抽出水阀位的优化期望值，使装置能够时刻保持最佳的操作状态。