本文对国内外三聚甲醛合成精馏的技术现状进行了分析比较,并对年产20,000t/a的聚甲醛装置进行了模拟优化研究,为今后三聚甲醛工艺改进和优化提供了有力的技术支撑。主要研究内容包括如下部分:1、结合该工业装置的生产现状,对整个系统进行分析与模拟,以确认制约三聚甲醛生产的关键因素,为三聚甲醛生产的工艺改进提供可操作的技术方案,从而提升现有生产装置的生产能力和生产效率,同时降低生产成本,有效提升该装置的生产效益。（1）针对现有工业装置,采用相关手段对三聚甲醛合成精馏工段进行模拟计算,分析了整个装置的反应、分离及热质传递过程;得出了在三聚甲醛合成反应动力学方程中指前因子k=6.56×10⁸/s,活化能E=55.8kJ.mol^-1。结合工厂的生产数据,得出了反应釜获得较高产量的操作条件是常压下,操作温度为107℃。（2）对比模拟数据结果与工厂的实际数据,对工艺操作条件、设备参数进行优化,确定整改方式,并进行技术经济分析。由分析得知满足分离要求时所需的最小理论板数为12,并计算出全塔效率为50%,通过恒定回流比方式的和分布器的更新改造,该塔的塔效率由50%提升为66.7%。利用6sigma的系统分析方法,得出反应系统的杂质主要来自原材料的纯度和系统腐蚀,在工艺生产中,加大了对原材料的管控,同时更改部分工艺条件降低系统腐蚀,有效的将反应溶液中的Na⁺、Fe²⁺分别降低到100ppm和3000ppm以下,对催化剂硫酸透明度可达到150mm以上。通过改造后,整改后装置优化后产量约提升6%,产生的经济效益达950万元。2、离子液体催化合成三聚甲醛。通过实验对比离子液体催化剂与传统的硫酸及离子交换树脂催化剂参与反应后的实际收率状况、能耗水平、反应时间间、副产物等参数,以得到工业化评估的基础数据,并测算对应的经济效益。同等条件下,离子液体催化时,TOX的收率相对最高,高达16.28%,与硫酸比没有产生副产物甲酸。