甲基丙烯醛一步法合成甲基丙烯酸甲酯是一种非常有潜力的工艺路线，开发高效的反应器是实现该路线大规模工业化的关键环节。滴流床反应器具有接近活塞流的流动特点，返混程度较小、转化率及选择性较高，有利于促进甲基丙烯酸甲酯的一步法合成。然而，滴流床反应器内涉及复杂的气-液-固三相催化过程，反应器的设计开发仍有难度。本课题采用计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics，CFD)模拟滴流床反应器内流体流动情况，实现反应器床层压降及持液量的预测；通过相平衡实验获得反应器设计过程中缺失的热力学参数；采用流程模拟软件AspenPlus对甲基丙烯酸甲酯一步法合成的滴流床反应器进行工艺条件优化，实现反应器的初步设计开发。
　　系统研究了滴流床的床层结构特征及内部流体流动规律。采用离散元法(Discrete Element Method，DEM)构建了不同形状和尺寸的催化剂颗粒床层结构，获得了催化剂床层的结构特点。采用流体体积方法(Volume of Fluid，VOF)对滴流床内多相流动过程进行模拟计算，对局部气液流动过程进行了定量描述，实现了滴流床反应器流体力学参数的预测。基于计算结果，对压降及持液量经验公式进行了修正，完善了滴流床反应器的流体力学模型参数。
　　系统研究了滴流床反应器内涉及的汽-液相平衡过程。通过设计二元汽-液相平衡实验，得到甲基丙烯醛-甲醇的汽液相平衡数据。通过对不同热力学模型的参数进行拟合，得到了甲基丙烯醛-甲醇二元交互作用参数，补充了汽-液平衡计算中所缺的热力学数据，完善了滴流床反应器的热力学模型参数。
　　通过耦合流体力学关键参数、热力学二元交互作用参数以及氧化酯化反应动力学，构建了工业规模的甲基丙烯酸甲酯一步法合成的滴流床反应器模型。系统研究了滴流床反应器的流场分布规律，实现了滴流床反应器的模拟预测。通过工艺条件优化，实现了滴流床反应器内温度的有效控制以及工业规模滴流床反应器的初步设计开发。