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本文基于甲基叔戊基醚（TAME）反应精馏工艺过程为背景，研究了醚化反应精馏工艺过程产品品质和能耗与其关键调控参数的关联理论，以此研究建立醚化反应精馏工艺过程参数、产品品质和能耗的控制策略和控制系统，通过过程工艺优化和能耗高效利用的热集成研究，提出醚化反应精馏工艺过程高效节能的关键技术，为醚化反应精馏工艺过程系统的优化、控制和节能减排提供了技术支撑。主要研究结论如下：运用Aspen Plus软件模拟建立了反应精馏合成甲基叔戊基醚（TAME）的工艺流程图，研究了该工艺过程中工艺参数回流比、再沸比、进料流股C5-FEED、MEOH-F以及MEOH-S进料流量以及预反应器温度对产品纯度、产量和系统能耗的影响规律，总结获得了在保证反应精馏工艺过程产品品质条件下，系统能耗最优的工艺过程参数的优化组合，对比分析表明醚化反应精馏工艺过程系统能耗由优化前初始条件下总能耗35533.78kw降至为优化后的31836.18kw，过程优化可使醚化反应精馏工艺过程节能效率高达10.4%。通过对反应精馏最优参数组合下工艺过程进行灵敏度分析，明晰了其工艺过程产品品质和能耗的关键调控参数：C5-FEED、MEOH-F、MEOH-S的流量、预反应器的反应温度和液位、反应精馏塔的反应精馏温度以及再沸器与冷凝器的液位，并以此建立产品品质和能耗与过程工艺参数的关联理论。根据产品品质和系统能耗与关键调控参数的关联理论，提出通过控制各关键调控参数的PID控制方案和控制策略。通过整定控制系统的PID参数，运用Aspen Plus动力学模拟研究了部分关键调控参数阶跃干扰对过程工艺参数、产品品质和能耗控制效果的影响，表明本文的控制系统能有效实现醚化反应精馏工艺过程的过程工艺参数、产品纯度、产品产量和系统能耗的有效控制，并具有良好抗外界干扰的性能。通过对反应精馏工艺过程的能耗的分析，提出通过将塔顶蒸汽冷凝潜热预热C5-FEED、MEOH-F、MEOH-S进料的冷凝潜热高效利用的热集成新工艺，可使系统的总能耗进一步由工艺过程优化后的31836.18kw降低至28780.9kw，节能效率高达9.6%，通过过程工艺参数优化和塔顶蒸汽冷凝潜热高效利用热集成，可使传统醚化反应精馏工艺系统总节能效率高达19%，具有明显的节能经济效益。提出了塔顶蒸汽冷凝潜热高效利用的醚化反应精馏热集成新工艺的控制策略和控制方案，并运用Aspen Plus动力学模拟研究了的醚化反应精馏热集成新工艺控制系统抗外界干扰的性能。研究表明醚化反应精馏热集成新工艺控制系统具有良好的工艺过程参数、产品品质和能耗的控制性能，以及抗外界干扰性能，符合醚化反应精馏热集成新工艺的控制技术要求。