目前甲基叔丁基醚（MTBE）是国际上使用最广泛的无铅汽油添加剂。但是由于其产生二次污染报道的出现，一些国家已开始限制使用。因此，作为换代产品，更具优越燃烧性能和无污染特性的乙基叔丁基醚（ETBE）的合成研究引起了广泛关注。本文提出了以近共沸乙醇-水混合物和C4馏分中的异丁烯为原料，以分子筛为催化剂，通过反应精馏技术合成ETBE的新工艺路线，并进行了相关的汽液相平衡、动力学、分子筛催化剂改性、反应精馏过程的实验和模拟等研究。汽液相平衡研究表明，ETBE合成体系为醚-醇-水-烯体系，属于高度非理想系统，部分组分两两间，可以形成共沸物。Wilson活度系数方程和UNIFAC活度系数方程都可以运用于该物系液相活度系数的求取。对近共沸乙醇-水混合物和异丁烯合成ETBE反应体系进行了热力学计算和分析。结果表明，在0.1~2.0MPa，298~363K范围，水和异丁烯的水合反应、乙醇和异丁烯的醚化反应是放热反应，而乙醇和叔丁醇的反应的热效应在343K出现了转折，由较弱的吸热转变成较弱的放热。从化学热力学角度来看，三个反应都能自发的进行到一定程度，升高温度不利于水合反应、乙醇和异丁烯的醚化反应的进行，而压力对三个反应的影响不大。以Hβ分子筛为催化剂，进行了近共沸乙醇-水混合物和异丁烯合成ETBE的反应动力学研究，分析了反应的机理。结果表明，在压力为2.0MPa，温度为313~363K范围，反应体系中异丁烯同时进行水合和醚化两种反应，乙醇对水合反应有先促进后抑制的作用，醚化反应比水合反应更易进行。反应平衡时乙醇和水的转化率分别为58.94%，70.46%，此时所得产物中ETBE的质量含量在40%以上，水的质量分数＜1%。以活度代替浓度建立了本反应过程的宏观反应动力学模型，采用混合进化算法求得了模型参数，模型计算值与实验值吻合较好。上述水合醚化反应可能主要在β分子筛的表面发生，B酸位桥接Al-OH-Si酸性点可能为主要的反应活性点，并且反应过程经历碳正离子中间体的形成步骤。在微波加热条件下制备了改性的La/β分子筛催化剂，并考察了不同条件下所得改性β分子筛的物化性能以及催化性能。实验结果表明，微波加热比传统加热La离子的一次交换度和负载量高，且交换时间大大缩短。在两种加热方式下，La离子的引入提高了β分子筛催化剂上异丁烯水合醚化反应的转化率，而且随着La负载量的增加，催化剂的活性也呈较明显的上升趋势。进行了以近共沸乙醇-水混合物和C4为原料，Hβ分子筛为催化剂，反应精馏法合成ETBE的过程的实验和模拟研究，结果表明，本文提出的ETBE合成路线是可行的，在较好条件下，在反应精馏塔塔釜中ETBE的质量含量高达85%，从而为反应精馏法合成ETBE的工业化规模生产奠定实验和数学模型基础。在以乙醇和叔丁醇为原料，采用反应精馏膜分离三单元耦合技术合成ETBE的过程中，基于场协同理论建立了用于描述该过程的非平衡级模型。在该模型中，在求解各组分的传质速率时，考虑了浓度场、化学势场等的协同效应。采用分层迭代的Newton-Raphson法对模型进行了求解，得到了模拟的结果，通过与实验值相比较，表明场协同理论的引入使得反应精馏非平衡级模型模拟值更精确。针对反应精馏系统中的多稳态现象，提出了利用超熵产生进行定态点稳定性分析和判定的新思路。结果表明，将超熵产生判据用于反应精馏系统一定操作区域定态点的稳定性的判定和多稳态产生原因的分析，较为可靠。上述判据式是由热力学基本原理推导而来，较好的反映了反应精馏过程演化的非线性不可逆的热力学本质。本方法对反应精馏系统稳定性的研究，具有普遍的理论指导意义。