乙二醇醚作为一种优良的有机溶剂,广泛应用于各个行业,有着很大的市场需求。传统的乙二醇醚生产工艺一般采用管式或釜式工艺,具有目标产物收率低、投资费用高、控制困难、能耗大、催化剂腐蚀设备等问题。针对这些问题,本文以乙二醇单乙醚(Ethylene Glycol Monoethyl Ether, EGME)为研究体系,提出了催化精馏合成乙二醇醚的新工艺。为分析该工艺的稳态和动态特性,通过软件的模拟开展了模拟研究工作,并在此基础上制定了有效的控制和开车策略,旨在为催化精馏工艺在乙二醇醚工业化生产中的应用提供一定的理论基础和指导。本文中主要的研究内容及结论如下：(1)基于平衡级理论模型,利用Aspen plus软件对EGME催化精馏塔的稳态过程进行了模拟和优化。精馏塔采用全回流的操作策略,充分利用了塔内过量的乙醇(Ethyl Alcohol, EtOH),在保证EtOH转化率大于82%的基础上,将目标产物EGME的选择性提高到89%。(2)利用Aspen batch distillation软件,对EGME催化精馏塔的半间歇操作过程进行模拟。通过模拟,探究了EGME催化精馏塔在半间歇操作的情况下温度分布、组成分布、EtOH转化率和EGME选择性的动态特性。之后,在环氧乙烷(Ethylene Oxide, EO) 10kmol/h的进料速率下,通过模拟对半间歇操作过程中进料EtOH/EO摩尔比、塔釜加热负荷、进料位置参数进行了优化,优化结果为：EtOH/EO进料摩尔比1.15：1、塔釜加热负荷1500kW、进料位置第3、5块板两股进料,EtOH转化率由69.4%提高至82.29%,EGME选择性由81.23%提高到89.68%。(3)在稳态优化结果的基础上,通过Aspen Dynamic软件对EGME催化精馏塔的控制进行了设计和模拟。根据塔板温度对操纵变量的稳态开环增益,选定第12块板为灵敏板。本文研究体系的稳定性对进料Et OH/EO摩尔比依赖性强,针对该特点提出一种将EtOH进料流量作为操纵变量的控制策略,并设计了两个不同的控制结构CS1和CS2,其中EtOH进料流量分别用来控制回流罐液位和灵敏板温度。设计控制回路,控制器全部采用PI控制器,EO进料控制器参数(Kc=0.5,T1=0.3)和塔顶压力控制器参数(Kc=20,T1=12)采用经验值,其他控制器参数通过Ziegler-Nichols法进行整定,从而排除参数整定因素对控制效果的影响。通过添加EO进料流量±10%的阶跃信号,分析对比响应曲线,得到了预期的控制效果,控制系统可以有效地稳定进料中EtOH/EO摩尔比,从而使CS1和CS2均能较好地控制产品质量。其中CS2的表现更为突出,最大偏差更小、过渡时间更短,可以将产品质量的最大偏差和余差控制在0.54%以内,过渡时间为4h。(4)本文研究体系中EO易燃易爆,操作中EtOH过量,塔顶全回流。根据这些特点制定了全回流开车策略。以EtOH在塔内全回流的稳定状态为开车过程的初始状态,塔内既没有进料也没有产品。该策略开车过程中将塔釜加热负荷固定,压力、回流罐和塔釜液位采用自动控制,控制回路和参数采用CS2中的数据。利用Aspen Dynamic软件模拟开车过程,并分析了开车过程中各变量的响应情况,发现针对该体系所制定的开车策略具有开车时间短、波动范围小、过程稳定等优点。在该策略下,液位和压力可在3h内稳定值设定值,最大偏差仅为1.3%,塔釜组成响应曲线平滑,塔内反应分布稳定,开车过程可在6h内完成。