当今世界资源越来越紧张，人们对原子利用率较高的化学反应以及高效、环境友好的技术越来越关注，酸烯酯化作为典型原子经济性反应，原子利用率理论上可以达到100％，但是实际反应过程常常伴随着副反应（如异丁烯聚合）的发生，导致反应的选择性降低，反而降低了过程的原子经济性。采用反应精馏集成技术可以大大提高原料的转化率和目标产物的选择性，将原子经济反应与反应精馏过程集成相结合，可以使反应的原子利用率最大化。传统反应精馏将化学反应与精馏分离耦合在精馏塔这个共同空间内，其局限性主要是反应和分离的操作条件需保持一致、分离空间难以满足反应能力的需求等。采用侧反应器与精馏塔外部集成的方式可以避免传统反应精馏的缺陷，实现不同工况的反应与精馏集成，大大拓宽了反应精馏集成的应用领域，而且容易实现反应能力与分离能力的最佳匹配。本文采用较低温度反应与较高温度精馏集成、常压反应与减压精馏集成两种集成方式，应用于酸烯加成酯化生产醋酸叔丁酯和丙烯酸叔丁酯的原子经济反应，并对两种集成过程进行模拟与优化。　　异丁烯分别与乙酸、丙烯酸反应合成醋酸叔丁酯和丙烯酸叔丁酯，副反应主要为异丁烯二聚反应生成二异丁烯。主、副反应均为可逆反应，而且是平行反应，因而酸烯加成酯化反应为复杂的可逆平行反应。在醋酸叔丁酯体系中，由于反应温度过高，副反应程度加深，导致原子利用率下降，因此采用较低温度反应与较高温度精馏的耦合方式，而在丙烯酸叔丁酯中，由于丙烯酸在高温下容易聚合，在精馏时需采用减压操作降低精馏温度，因此采用常压反应与减压精馏集成方式。　　针对用于酸烯加成酯化的不同工况反应精馏集成过程，利用Aspen Plus对集成过程进行模拟和优化。由于反应精馏集成过程中反应动力学与相平衡方程的交互作用，过程模型方程的非线性较强，对该过程的模拟和优化比较困难。为此，本文引入独立反应量的概念，将有机酸在各个反应器的反应量定义为独立反应量，实现反应和分离的解耦、主反应和副反应的解耦。精馏塔模型采用Aspen Plus自有的Radfrac模型，反应器模型采用Rstoic模型，在常压酯化反应器内，异丁烯通入量根据反应量给定，亦即异丁烯的转化率为100％，通过调节异丁烯的分配实现独立反应量的分配，异丁烯的实际消耗量根据主副反应量、通过内嵌Fortran计算求得。针对生产醋酸叔丁酯和丙烯酸叔丁酯两种反应精馏集成过程，以单位时间支出收入比(ERR)为指标，考察不同操作变量与结构变量对过程的影响。在每一结构下，寻找与之匹配的最佳的反应能力，初步探索了反应能力与分离能力的匹配问题。　　针对较低温度反应与较高温度精馏集成生产醋酸叔丁酯过程，优化得到最佳结果为:NR=17，RN=2，N=21，塔经1.49m，塔高15。塔釜再沸量为100 kmol/h，塔釜采出量为20 kmol/h，最佳的乙酸进料量为18.51 kmol/h，反应器1的反应量分配比例为78％，体积为80.54m3，反应器2的分配比例为22％，体积为42.24 m3，此时ERR为0.39。针对常压反应与减压精馏集成生产丙烯酸叔丁酯过程，得到最优的操作和结构变量为:NR=24，RN=2，N=28，塔经为1.57m，塔高为20m。塔釜再沸量为100 kmol/h，塔釜采出量为20 kmol/h，最佳的丙烯酸进料量为22.22kmol/h，反应器1的反应量分配比例为93％，体积为647.19m3，反应器2的分配比例为7％，体积为87.39m3，此时ERR为0.48。　　论文还通过对比生产醋酸叔丁酯和丙烯酸叔丁酯两种集成过程发现，在相同的反应特性下（假设主副反应动力学常数相同），随着分离难度的提升，系统所对应的最优进料量降低:在相同的分离特性下（丙烯酸叔丁酯体系假设不同副反应速率常数），随着副反应速率常数的增大，系统最优进料量降低，同时所需要的最佳反应器台数增多。上述研究结果为研究反应特性参数对带侧反应器的反应精馏集成过程的规律奠定了一定的基础。