传统的反应精馏工艺通常需要某种反应物过量进料,以保持反应精馏塔的产品组成稳定,因此通常需要第二个精馏塔分离出过量的反应物,本文提出了一种新型过量反应物内循环的单反应精馏塔工艺,即通过对反应体系各物质的沸点分布的分析,选择合适的过量反应物,并调整再沸器或塔顶冷凝器的热负荷使其在塔内的提馏段或精馏段即与产物分离,从而节省了传统反应精馏工艺中的第二精馏塔,可有效的降低设备投资成本。为验证所提出方法的有效性,将其用于乙酸酐与丁酸发生酐交换连续生成丁酸酐的工艺,通过Aspen Plus软件模拟和优化了三种不同的进料过量情况下的反应精馏塔工艺,采用的优化方法是灵敏度优化,优化后的最佳参数是最佳回流比为1.5,反应物丁酸的最佳进料位置为第5块塔板,反应物乙酸酐的最佳进料位置为第12块塔板,最佳停留时间为0.1hr,并根据模拟结果比较了三种不同进料情况的工艺的年度总成本(TAC),得出最优工艺,与文献上的传统反应精馏工艺相比,新型单反应精馏塔工艺的TAC节省了24%。研究了不同丁酸过量程度对产品纯度的影响,发现丁酸的过量程度对产品纯度没有影响,因此动态控制选择丁酸过量进料10%的SRDC。为确定最优单反应精馏塔生产丁酸酐工艺的控制方案,运用增益矩阵分析和奇异值分解判据选择了温度灵敏板,从而设计了4种控制方案分别是CSTTT、CS-TTC、CS-TCC和CS-CCC,通过引入4种不同方向,不同大小的丁酸进料流量波动来验证控制方案的抗外界扰动的性能,对比其到达稳定状态的时间和扰动偏移量这两个方面的控制效果,得到最优的控制方案为CS-TTC,此方案在4个小时达到之前的稳定值,时间短,且不存在偏差,严格地将产品纯度稳定在设定值,且此方案较为经济实用。