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针对现有马来酸二甲酯反应精馏装置存在的催化剂易失活，易磨损，易夹带返混等问题，本文提出了采用固定床反应器耦合催化精馏塔制备马来酸二甲酯的技术改造方案，通过在前置固定床反应器使马来酸单甲酯的转化率达到85％，不仅大幅降低了催化精馏塔的反应负荷，而且有效消除了进料中的马来酸酐，使反应精馏塔的催化剂使用寿命延长至一年。
在此基础上，采用化工模拟软件AspenPlus对新方案中的反应精馏塔进行了优化设计，确定了精馏塔反应段，精馏段和提馏段的理论板数;采用计算流体力学软件(CFX)考察了甲醇进料喷射装置的喷嘴数、喷嘴管径及喷射角度等结构参数对甲醇与马来酸单甲酯混合效果的影响，确定了甲醇进料喷射装置的结构参数;考察了精馏塔反应塔板上的气体分布环的整体结构、开孔孔径、开孔位置和方向对板上气含率和气体分布状况的影响，对气体喷射环进行了设计优化。
结果表明:前置固定床反应器后，催化精馏塔的反应负荷大大降低，达到规定的转化率要求，精馏塔反应段的塔板数由原来的18块减少为12块，达到规定的二甲酯纯度要求，提馏段和精馏段的塔板数分别为3块和10块;新增固定床双酯化反应器的甲醇喷射进料装置的优化设计参数为:进料喷嘴个数为4个、直径为50mm;喷嘴安装高度为距瓷球床层0.8m处，喷嘴水平布局为沿塔壁四周对称设置;喷嘴入射角度为60°，据此设计，可以获得比较理想的原料混合效果;采用具有内、外喷射环的气体分布器能有效改善塔板上的气液分散状态，当内外环小孔孔径分别为5mm和6mm，且小孔开孔方向为沿斜向下45。排列时，塔板上气液两相能取得最佳的混合效果。采用圆弧或倒圆台形状填充，可以改善中心气升管管壁外存在的气液混合死区。