1,4-丁二醇单乙酸酯和1,4-丁醇二乙酸酯都是重要的有机化工产品,工业生产PVA过程中会产生大量的乙酸甲酯副产物。1,4-丁二醇和乙酸甲酯通过酯交换反应不但可以生产上述两种酯,而且也为乙酸甲酯找到一种更有价值的利用途径。本论文首先研究了1,4-丁二醇和乙酸甲酯酯交换反应的动力学,在此基础上利用Aspen plus模拟反应精馏过程,为工业生产1,4-丁二醇乙酸酯提供基础数据和一定理论指导。在间歇釜式反应器中进行动力学实验,从三种商用阳离子交换树脂中筛选出催化活性最高的NKC-9,动力学实验发现,搅拌转速及催化剂粒径对反应过程影响不大,表明内外扩散可以忽略。在排除内外扩散的情况下,分别研究了催化剂用量、醇酯比和反应温度对反应速率的影响,其中反应温度对平衡转化率的影响较小,说明该反应的反应热较小,通过实验得到反应1、2的反应热分别为-8.50kJ/mol、-6.85kJ/mol,与通过标准生产焓计算的理论反应热较好的吻合。分别采用PH、LHHW、ER模型关联实验数据,使用MATLAB编程回归得到模型参数,其中ER模型拥有最小的相对误差,利用阿伦尼乌斯方程作图回归得到活化能及指前因子,反应1、2活化能分别为38.53 kJ/mol、51.06 kJ/mol,活化能较大,证明表面反应为速率控制步骤。获到动力学方程之后,使用Aspen plus对该酯交换反应精馏过程进行模拟,物性方法选择NRTL方程,系统考察了操作参数(理论板数、进料位置、回流比、进料摩尔比)对反应精馏过程的影响,得到优化结果:精馏段、反应段、提馏段理论板数分别为3、30、3,回流比R=0.5,乙酸甲酯和1,4-丁二醇进料摩尔比为1且分别从反应段下端和上端进料。塔顶甲醇纯度可达到95%以上,1,4-丁二醇的转化率可到75%,同时兼顾了1,4-丁二醇转化率及塔顶甲醇纯度。