本发明涉及用甲醇和多聚甲醛合成聚甲醛二甲醚的工艺方法，该工艺分为反应区和分离区，反应区包括甲醇储槽、带加热器的混合槽、干燥管和液相反应器；反应区工艺步骤为多聚甲醛和甲醇进料至混合槽，并对多聚甲醛固体和甲醇进行预热，输出物流经过干燥管除水后进料至液相搅拌反应器，在固体酸催化剂的作用下，与回收通入反应器的混合物反应生成聚甲醛二甲醚；分离区包括阴离子交换树脂床层、精馏模块和产品储槽，分离区的工艺步骤为反应器出料经过阴离子交换树脂床层除酸后进入精馏模块，经过精馏模块的分离，聚甲醛二甲醚的三、四聚物进入产品储槽，其他组分循环至反应器的技术方案，具有收率和选择性高的特点，可用于聚甲醛二甲醚的工业生产中。