本发明提供一种叔丁醇和甲醇制备甲基叔丁基醚和异丁烯的联合方法，所述方法在包括催化精馏塔的装置中进行，所述催化精馏塔包括位于中部的催化反应段，叔丁醇由催化反应段进入催化精馏塔，甲醇和水自塔顶进入催化精馏塔；在催化反应段中，一部分叔丁醇脱水生成异丁烯，另一部分叔丁醇与所述异丁烯分别继续与从塔顶进料的甲醇进行反应均生成甲基叔丁基醚；其中，叔丁醇是经过预处理的，且叔丁醇与甲醇的进料摩尔比为10:1～10:9。本发明的联合工艺将反应与分离相结合，促进反应向右进行，使叔丁醇脱水制备异丁烯和MTBE的合成以“一锅法”完成，大大简化了操作流程，降低工艺成本使其易于实施，并整体提升原料转化率。

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