我国石化企业催化裂化(FCC)和乙烯装置生产的混合碳四馏分主要被用作工业和民用燃料，或用于生产烷基化汽油和叠合汽油，而在碳四馏分的化工利用方面远远落后于工业发达国家。以丁烯齐聚过程为基础生产高附加值产品则是提高碳四馏分化工综合利用率的有效途径之一。目前国内的烯烃叠合装置均采用固定床反应器进行液固催化过程，尚存在目标产品选择性低、反应器中易出现局部过热等问题，尤其对于以混合碳四为原料的生产过程，产物组成复杂，所以提高作为中间产物的目的产品如二聚物、三聚物的选择性是生产中亟待解决的问题。本文以混合碳四馏分为原料，利用自行设计的设备，研究开发混合丁烯齐聚反应精馏的耦合工艺技术，以及时分离产物和反应物，降低串连副反应发生的可能性，从而提高目的产物的选择性；同时利用精馏过程控制可能出现的反应床层飞温或局部过热现象，合理利用能量，降低催化剂的失活速度；从工程的角度看，该技术还有利于设备及工艺流程的简化，以达到减少设备投资，降低操作复杂程度的目的。为深入探讨各种因素对该反应精馏过程的影响，本文主要开展了以下方面的研究工作： 以工业用固体酸硅铝小球为催化剂，利用高压微反装置对混合丁烯齐聚及共聚反应的宏观动力学行为进行了实验研究。建立了由一系列平行、连串反应组成的复杂体系的反应网络，并建立了混合丁烯在硅铝小球催化剂上进行齐聚和共聚反应的集总宏观动力学模型。该动力学模型的数值解与实验结果吻合良好，表明该模型对本实验条件下齐聚及共聚反应的模拟是可行的，对反应机理的推断是合理的。这对目前尚不完善的烯烃齐聚动力学的研究理论进行了重要的补充。 利用自行设计的反应精馏实验装置进行了混合丁烯齐聚反应精馏的工艺实验，考察了塔釜温度、进料流率和进料位置等多种因素对反应精馏过程的影响，为确定反应精馏适宜的工艺条件提供了依据。通过将反应精馏的实验结果与固定床微反的实验结果进行比较，发现转化率相同时反应精馏催化剂床层温度低、目的产物的选择性和收率高，这进一步反映了反应精馏过程的优越性。 建立了部分回流条件下混合丁烯齐聚反应精馏过程的非平衡级微分模型，并对该模型进行了数值求解，经与实验结果对比，表明该模型不仅计算过程稳定，收敛速度快，而且误差符合工程设计要求。在此基础上，对塔内汽液相组成分布、汽液相流率分布和温度分布、不同反应段高度和提馏段高度下的反应精馏过程进行了模拟计算，结果表明，塔釜温度越高，转化率越高，而二聚物选择性越差；进料流率适当增大，有利于二聚物选择性和收率的提高；在进料条件和系统压力一定的情况下，增加反应段高度对提高反应的转化率效果明显，但对二聚物的收率提高较小；增加提馏段高度，不仅有利于提高反应的转化率，而且有利于提高二聚物的选择性。