碳酸二甲酯(DMC)是近年来新兴的绿色、环境友好的化工产品。由于其具有多种反应活性和广阔的应用前景而受到广泛关注。尿素醇解法合成DMC是近年来开发的新兴合成工艺，它具有原料易得、反应条件温和、所需设备投资小等优势，并且尿素作为二氧化碳的载体，对温室气体的利用有积极的作用。最近，尿素醇解工艺合成DMC在催化精馏操作中得到成功的运行，实现了反应与分离的一体化，提高了反应转化率，并完成中间放大实验。然而由于催化精馏操作本身的复杂性，无法完全通过实验了解工艺过程的规律，采用计算机对工艺过程的模拟研究将有利于进一步认识尿素醇解工艺的内部规律，并对实验操作提供一定的指导意义。　　 本文在本课题组开发的固体碱催化剂催化的尿素醇解法合成DMC工艺基础上，对反应进行拟均相处理，建立非平衡级模型模拟催化精馏工艺过程，详细的探讨该工艺体系的内部组成规律，并分析操作变量的变化对精馏塔的影响。通过模拟得到了一些有意义的结果如下：　　 1.对一般化学反应分解成为生成反应和消耗反应，定义组分消耗反应速率常数，提出了改进的三对角矩阵法计算催化精馏操作。计算结果表明，改进的三对角矩阵法不仅适用于快慢反应同时存在的反应体系，并且适用于含有宽沸程物系精馏操作的非平衡级模型求解。　　 2.通过对尿素醇解法的催化精馏工艺模拟，发现提高温度有利于DMC反应的进行，并且温度对反应的影响比较敏感。在升高温度的同时，反应段MC浓度也在升高，这对反应体系的稳定运行会带来不利因素。塔内组分流量计算结果表明，当对工艺进行放大设计时，可以考虑省略该系统的提馏段。　　 3.对工艺体系操作变量的模拟分析发现，工艺具有较强的相互作用，改变精馏塔精馏段和反应段的加热器温度均对反应段的组成和温度产生较大的影响，而这两个操作变量对精馏段温度的影响却并不明显。精馏段加热器温度的改变主要影响的是塔内精馏段的汽液流量。　　 4.精馏操作中，催化剂润湿率是很重要的参数，它直接影响到产物的转化率。从计算中发现，反应段温度被升高的同时，也使该区域的汽液相流量减少，造成催化剂无法完全润湿。这就需要一定的回流比才能保证催化剂的润湿效果，模拟中回流比为4:1以上时，催化剂表面即可得到良好的润湿。　　 5.升高操作压力，甲醇-DMC共沸物中DMC的组成下降，会对DMC分离效果产生一定的影响，但是由于系统中有重组分MC的存在，DMC可以被正常的分离出反应体系。而提高压力会促使反应区内MC和甲醇浓度的合理配比，可以直接增加DMC反应速率。从模拟结果看，较好的操作压力范围为8-16atm之间。　　 6.通过反应对催化精馏过程影响分析结果表明，该催化精馏体系对于DMC合成由DMC的反应动力学控制，而塔内MC浓度则受精馏塔侧壁加热器控制。　　 总之，由于反应和精馏的相互作用，以及该工艺体系存在二元共沸物的影响，催化精馏有利于尿素醇解法合成DMC的反应和产品的分离。