反应精馏是典型的过程强化技术,由于将反应和分离集中于同一个设备单元中,其控制方案的设计、控制回路的选择具有特殊性。反应精馏过程通常需要比普通的反应一精馏过程更严格、灵敏、可靠的控制系统以维持系统的稳定操作。这使得反应精馏过程控制设计比较复杂。本文对环氧乙烷(EO)和正丁醇(n-Butanol)合成乙二醇单丁醚(EGMBE)反应精馏塔的控制方案设计进行了研究,旨在为装置的稳态运行和操作控制奠定理论基础。论文主要研究工作为：(1)在EGMBE反应精馏工艺和稳态模拟结果的基础上提出了反应精馏塔的控制要求：维持塔的正常操作；发生扰动后系统能够恢复稳定；保持反应物转化率90%以上,目标产物选择性在90%以上,塔底产品的摩尔纯度在90%以上,发生扰动后产品质量符合要求。确定了操纵变量和被控变量,确定了反应精馏塔使用温度作为间接质量指标,温度灵敏板为反应段第6块板和提馏段第11块板。EGMBE反应精馏塔操纵变量分别是EO流量、n-Butanol流量、回流罐回流量、产品流量、再沸器加热介质流量和冷凝器冷却介质流量。(2)对反应精馏塔进行了稳态相对增益矩阵分析,得到了温度控制回路的组合方式,稳态相对增益矩阵分析得到温度控制回路的组合：FEO-T6,QR-T11。其他控制回路根据经验确定为使用Fprod-LB;Freflux-LD;QC-P;Fn-Butanol单独控制。Aspen Dynamic对发生n-Butanol进料流量±10%阶跃扰动的情况时控制方案Ⅰ控制效果的模拟表明,n-Butanol进料流量减少10%会导致产品选择性降低接近5%,n-Butanol的转化率增大不足1%,80h内塔底EGMBE摩尔组成减少5%并持续降低,增大n-Butanol进料流量10%时EGMBE的塔底摩尔组成、n-Butanol反应转化率和EGMBE的选择性的改变均不足1%,并且系统能够维持稳定运行。控制方案Ⅰ在发生进料流量减少时不能够达到控制要求,在n-Butanol进料流量增大时能够达到控制要求。(3)针对稳态相对增益矩阵不能考察动态过程变量的缺陷,设计了使用动态相对增益矩阵对反应精馏塔进行分析,并设计控制方案的方法。动态相对增益矩阵分析得到全部控制回路组合：FEP-T6,QR-T11,Fprod-LB,Fn-Butanol-LD,Qc-P。 Freflux单独控制。Aspen Dynamic对发生EO进料流量±10%阶跃扰动后的控制方案Ⅱ的动态模拟结果表明,发生扰动后系统能够在3-4h左右恢复稳定。DEGMBE(二乙二醇单丁醚)的含量变化不足1%。无论EO进料流量增大还是减小,EGMBE的选择性改变均小于1%。动态相对增益矩阵法设计的控制方案Ⅱ能够在较短的时间内使系统恢复稳定,达到EGMBE反应精馏塔的控制要求。动态相对增益矩阵能够对反应精馏塔的全部过程变量间的耦合关系同时进行分析,得到全塔控制回路组合方法。使用动态模拟为基础的动态相对增益矩阵能够对反应精馏塔变量间的耦合关系进行分析,Aspen Dynamic模拟结果表明动态相对增益矩阵能够用于反应精馏塔的控制方案设计,研究扩大了相对增益矩阵的使用范围和应用价值。