用于异构烯烃醚化分离反应系统及其运行方法，所涉的醚化反应器包括反应器主体，反应器主体具有上部的催化反应段与下部的分离段，催化反应段的内部装填适于异构烯烃醚化的催化剂，分离段的内部设置填料和/或多层塔板，并用于对催化反应段来的未反应物料及生成醚的混合物进行分离，分离段通过冷凝器外环通路将分离得到的部分未反应物料回输至催化反应段中继续醚化反应。该醚化反应器具有反应效率高、异构烯烃转化率高、醚化物分离纯度高及反应器运行周期长的特点，且实现了单台反应器替代多台反应器串联或并联，简化工艺流程，尤其适用于费托合成产物中长链异构烯烃与正构烯烃的分离，同时也适用于催化裂化、焦化轻汽油和热裂解轻汽油的醚化。