多联产系统中合成气一步法制取二甲醚的热力学分析
煤制二甲醚
序言
进入2丨世纪，随着我国经济的迅猛发展， 对能 源的需求日益增加，目前，我国已成为 仅次于美国 的能源消费大国。我国煤炭储量 丰富，但石油和天 然气资源相对不足，因而 依靠煤的气化、液化发展_ 清洁燃料，不仅 是能源发展的战略问题，也是我国 经济高速 发展面临的现实问题。用煤气化生产二甲 醚， 不仅解决煤炭直接燃烧带来的不便和环境污 染，同时也为煤炭综合利用开辟了广阔前景。
一步法制备二甲醚流程模块
合成气一步法合成二甲醚按其工艺特点可分为两 相法和三相法。 两相法又称气相法
合成气在固体催化剂表面进行反应。在气相法工 艺中，若使用贫氢合成气为原料气，催化剂表面会 很快积碳，因此须使用富氢合成气为原料气。
具有较高的CO转化率。
但由于二甲醚合成反应是强放热反应，反应所 产生的热量无法及时移走，致使催化剂床层易产生 热点，进而导致催化剂铜晶粒长大，催化剂性能下 降。
合成气一步法以合成气(CO + H2 )为原料,合 成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成, 同时伴随CO的变换反应。其反应式如下。 2CO + 4H2 = 2CH3OH
CO +H2O =CO2 +H2
2CH3OH =CH3OCH3 +H2O 总反应: 3CO + 3H2 =H3COCH3 +CO2 一步法多采用双功能催化剂，该催化剂一般由2 类催化剂物理混合而成，其中一类为合成甲醇 催化剂，如Cu-Zn-Al(O）基催化剂，BASFS385和ICI-512等；另一类为甲醇脱水催化剂， 如氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、 ZSM-5分子筛、丝光沸石等。
浆态床 结构示意图
浆态床结构示意图
特点：混合均匀, 可以在等温下操作, 在较高的平均温度 下运行,能获得较 高的反应速率。其 单位反应器体积的 收率高,催化剂用 量只是绝热固定床 的20%～30 % ,造 价低。
二甲醚合成机理的研究进展
二甲醚合成机理的研究进展作者/来源：吴文炳1，陈棵2，翁文1 (1.漳州师范学院化学系，福建漳州363000；2.昆明理工大学一碳日期：2007-10-10常温常压下，二甲醚(DME)是一种无色低毒的可燃性气体，性能与液化石油气相似，燃烧时不析碳，无残液，燃烧废气无毒，是一种理想的清洁燃料。
DME还是一种新型的、理想的、可替代车用燃料的“21世纪的绿色燃料”。
随着环境污染的日益严重及石油资源的日益匮乏，对DME的需求量迅速增加，因此，DME的合成研究已成为各国科技人员的研究焦点。
合成气一步法制二甲醚，将甲醇合成、甲醇脱水和水气变换3个反应过程耦合为一，打破了合成甲醇反应的热力学平衡限制，大大提高了原料气转化率和产品收率。
目前，由合成气制二甲醚主要在双功能催化剂上进行，包括在甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂上的反应过程。
对二甲醚的合成机理探讨主要针对单个过程的反应，即甲醇合成机理和甲醇脱水机理。
1 甲醇合成机理甲醇合成的碳源问题一直是学者们的热门话题，主要存在3种观点，即CO、CO2和CO+CO2 3种碳源机理。
1.1 CO为碳源自Boomer和Morris首次提出CO是甲醇合成的直接碳源后，人们普遍认为CO是甲醇中碳的唯一来源，Klier等支持氧化态铜(Cu+)为活性中心，认为CO2的存在仅仅是稳定晶格(Cu+)的作用，以保证铜离子不被过度还原成金属铜(Cu0)。
但在关键活性位和反应中间体上仍存在着不同的观点。
第1种是基于化学吸附的CO 连续加氢；第2种是生成甲酰中间物；第3种是生成甲酸盐中间物，3种机理如下：其中，第1种机理在当时被广泛接受，第2、3种机理在20世纪80年代后得到了较大的发展。
Takoudis 等也将甲酰物作为中间物种，但与催化剂成键的原子有所不同，该机理如下：1.2 CO2作为碳源前苏联学者在4.4～5.5MPa及453K和493K下，利用放射性同位素对铜基催化剂上合成甲醇反应进行研究，结果发现，CO2不须经中间CO的形成而直接参加甲醇的合成。
CO2加氢一步制二甲醚展望
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第3期CO 2加氢一步制二甲醚展望刘畅，刘忠文（陕西师范大学化学化工学院，陕西省合成气转化重点实验室，陕西西安710119）摘要：CO 2加氢制二甲醚（DME ）是有潜力实现CO 2资源化利用的重要途径之一。
与光、电催化相比，CO 2的非均相催化转化具有转化效率高等优点，但目前CO 2加氢一步制备DME 催化剂的反应活性较低、稳定性较差。
本文在简要介绍CO 2加氢一步制DME 的铜基双功能催化剂、复合氧化物和氮化镓催化剂的基础上，重点总结了活性中心结构和反应机理的研究进展。
对于铜基双功能催化剂，CO 2加氢经甲醇中间体合成DME ，其中还原态铜（Cu 0、Cu +及Cu δ+，0<δ<2）是其催化活性中心，且还原态铜的分散度及稳定性、固体酸的性质和酸性位分布以及两类活性中心的耦合效应是决定DME 收率和催化剂稳定性的关键因素。
与此相反，DME 是氮化镓催化CO 2加氢的初级产物。
这与铜基双功能催化剂有着本质区别，属新催化剂体系。
在此基础上，文章对CO 2加氢制DME 的可能研究方向进行了展望，认为“二甲醚经济”更具发展潜力。
关键词：二氧化碳加氢；二甲醚；氮化镓；铜；双功能催化剂中图分类号：O643.32文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）03-1115-06Perspective on the one-step CO 2hydrogenation to dimethyl etherLIU Chang ，LIU Zhongwen(Key Laboratory of Syngas Conversion of Shaanxi Province,School of Chemistry and Chemical Engineering,Shaanxi NormalUniversity,Xi ’an 710119,Shaanxi,China)Abstract:The hydrogenation of CO 2to dimethyl ether (DME)is a potential method for the efficientutilization of CO 2as a renewable resource.In comparison with the photocatalytic and electrocatalytic routes,the thermal conversion of CO 2over a solid catalyst exhibits a higher efficiency.However,the reported catalysts for the one-step hydrogenation of CO 2to DME commonly suffer from a lower activity and a poorer stability.In this perspective,progresses on the structure of active sites and the reaction mechanism of the one-step hydrogenation of CO 2to DME are summarized for the Cu-based bifunctional catalyst and the recently reported GaN catalyst.In the case of the Cu-based bifunctional catalyst,DME is formed via the CO 2hydrogenation to methanol and the dehydration of the intermediate methanol to DME.Moreover,copper at reduced state (Cu 0,Cu +or Cu δ+,0<δ<2)is the active site for the CO 2hydrogenation,and the DME yield and the stability of the bifunctional catalyst are mainly determined by the dispersion and the stability of reduced Cu,the strength and distribution of acid sites,and the synergetic effect between reduced Cu and the acid sites.In contrast,the GaN catalyzed DME synthesis proceeds via the direct hydrogenation of CO 2to the primary product of DME,which is totally different from that over the观点DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-2239收稿日期：2021-11-01；修改稿日期：2021-11-26。
二甲醚的性质及合成技术
• 两步法合成技术
– 甲醇液相脱水法－－－液相两步法 甲醇液相脱水法－－－ －－－液相两步法 – 甲醇气相脱水法－－－气相两步法 甲醇气相脱水法－－－ －－－气相两步法
两步法合成二甲醚技术
液相两步法
• 液相两步法是甲醇液体在浓硫酸的存在下,加热脱水生成二 液相两步法是甲醇液体在浓硫酸的存在下, 甲醚,同时有CO CO、 及少量烷烃等副产物。 甲醚,同时有CO、CO2 及少量烷烃等副产物。 • 该工艺优点： 该工艺优点： –反应温度低( < 100 ℃) 、转化率高( > 80 %) 、选择性 反应温度低( 转化率高( 反应温度低 )等 高( >99 % )等； • 该工艺缺点： 该工艺缺点： –采用浓硫酸作催化剂存在设备腐蚀严重、污染严重、操作 采用浓硫酸作催化剂存在设备腐蚀严重、 采用浓硫酸作催化剂存在设备腐蚀严重 污染严重、 条件恶劣等缺点 • 工业化典型厂家： 工业化典型厂家： –硫酸厂等少数厂家采用此工艺； 硫酸厂等少数厂家采用此工艺； 硫酸厂等少数厂家采用此工艺 –作为液相两步法的一种改进工艺,山东临沂久泰化工有限 作为液相两步法的一种改进工艺, 作为液相两步法的一种改进工艺 公司开发了液体复合酸脱水催化剂 液体复合酸脱水催化剂。 公司开发了液体复合酸脱水催化剂。该催化剂改变了单一 酸脱水催化的共沸现象,使水分能够稳定均衡脱出, 酸脱水催化的共沸现象,使水分能够稳定均衡脱出,生产能 够连续进行,所产生的污染较小,已建立万吨级生产装置. 够连续进行,所产生的污染较小,已建立万吨级生产装置.
一步法合成二甲醚(P58) 一步法合合成气通过复合催化 剂层,直接生成二甲醚的工艺。 –一步法又有气相一步法(两相法,固定床)； –液相一步法(三相法,浆态床) 。
一步法催化剂（P59)
二甲醚的生产工艺及其特点
二甲醚的生产工艺及其特点目前合成气合成二甲醚的生产工艺主要有二步法和一步法两种，二步法是经过甲醇合成和甲醇脱水二步过程得到DME，一步法是合成气直接生产DME，新开发的工艺有二氧化碳加氢合成二甲醚和生物质间接液化制取二甲醚。
一、二步法合成工艺1、液相法最早采用的生产DME的方法是甲醇在浓硫酸中液相脱水,即将浓硫酸与甲醇混合,在低于100℃时加热制得。
台湾的ConsulChemical 公司早于1976年即用此法生产DME,该工艺过程具有反应温度低、甲醇转化率高(>80%)二甲醚选择性好(99%)等优点,但该方法由于使用腐蚀性大的硫酸，残液和废水对环境的污染大，国外现已不用此法,而国内仍有少数厂家用此法生产。
2、气一固相法目前,许多工业化装置是用甲醇气相脱水生产DME,意大利的ESSO公司用负载金属的硅酸铝作催化剂生产DME，其甲醇的转化率为70%，DME的选择性大于90%。
Mobil公司利用新型的ZSM-5分子筛作甲醇脱水的催化剂，在比较温和的反应条件下，获得了甲醇转化率为80%，DME的选择性>98%的好结果。
日本三井化学公司在1991年开发了一种寿命长、活性高、选择性好的氧化铝催化剂,使用寿命为半年,转化率可达74.2%,选择性为99%。
我国的西南化工研究院，采用ZSM-5分子筛，在200℃条件下，甲醇的转化率可达75%~80%，选择性大于98%，已先后在我国建立了数套2500t/a规模的生产装置。
浙江省化工研究院也开发了甲醇气相脱水制DME的催化剂,在江苏的吴县化工厂进行2500t/a规模的工业生产。
目前国内外采用甲醇脱水二步法工艺生产DME的较大企业有:美国杜邦公司、德国联合莱茵褐煤燃料公司、汉堡的DMA公司和荷兰的阿克苏公司,生产能力均达到万吨级以上;澳大利亚悉尼CSR公司、日本住友精细化工公司和我国的中山凯达精细化学品公司各具有5000t/a的生产能力。
由甲醇脱水生产二甲醚工艺的优点是工艺较为成熟,操作比较简单,能获得高纯度的二甲醚(最高可达99.99%)。
浆态床合成气一步法制二甲醚反应器研究进展
Ｕ ｉｅｓｙｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ， ｈｎ ｈ ｉ ０ ２ ７ ｈｎ ） ｎｖｒｉ ｆ ｉ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｔ Ｓ ｎ ｙ ｇ Ｓ ａｇ ａ ２ ０ ３ ，Ｃ ｉａ Ａｂ ｔａｔ Ｔ ｅｒｃｎ ｅｅｒｈｄ ｖｌｐ ｅ ｔ ｎｒａ ｔ ｒ ｎ ｓ ｃ ： ｈ ｅｅｔ ｓａｃ ｅ ｅ ｍ ｎ ｏ ｅｃ ｒ ｏ ｅ—ｓ ｐ ｓｎｈ ｓ ｉｇｄｍ ｔｙ ｅ ｅ Ｄ ｒ ｒ ｏ ｏｆ ｏ ｔ ｙ ｔｅｉ ｎ ｉ ｅ ｌ ｔ ｒ（ ＭＥ）ｆ ｍ ｓｎ ｅ ｚ ｈ ｈ ｒ ｙ— ｏ
通 过 新 型 浆 态 床 反 应 器 的设 计 开 发 工 作 ， 踪 二 甲 醚 技 术 跟 产业化发展热点方 向 ， 以开发高 效 的二 甲醚 合成技 术作 为主要
Ｙ Ｎ Ｓ ｕ— ｕ Ｐ Ｎ Ｑａ ｇ ， Ａ ｈ ｊ ｎ ， Ａ ｉｎ Ｄｉ ｈ ａ ａ ｎ— ｕ （ ｈ ｎ ｕ ｉｇｉ Ｃ ａ Ｇ ｏ ｐＣ ａ Ｃ ｅ ｓｙＩｄ ｓ ｏ ，Ｎｎ ｘ ｉｇ ｕ７ ０ １ ； ｎ ｉｅｒ ｇＲ ｓａｃ ｅｔｒ １Ｓ ｅ ｈ ａＮｎ ｘａ ｏｌ ｒｕ ｏｌ ｈ ｍｉｒ ｕｔ Ｃ ． ｉｇｉ Ｌｎ ｗ ５ ４ ２Ｅ ｇｎｅ ｎ ｅｅｒｈＣ ｎｅ ｔ ｎ ｒ ｙ ａ １ ｉ
３ 水 冷外移 热三相鼓 泡淤 浆床合成 反应器设 计
尽 管 上 述 研 究 有 很 多 突 出 的 优 点 ， 目前 合 成 气 一 步 法 合 但 成二 甲醚 的浆态 床反应 器均将换 热器 设置在 反应 器 内， 结构 较
合成二甲基醚(DME)
二步法简介：
二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺，该法以精 甲醇为原料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度达99.9%，工艺成熟， 装置适应性广，后处理简单，可直接建在甲醇生产厂，也可建在其 它公用设施好的非甲醇生产厂。但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、 甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资较大。 但目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技 术，说明两步法有较强的综合竞争力。
催化剂性能的影响因素：
（1）脱水组分对催化剂性能的影响
不同脱水组分对催化剂的性能影响较大， 其中脱水组分包括HZSM-5分子筛、NH3HZSM-5分子筛、MgO-HZSM-5分子筛、 ZrO2-HZSM-5分子筛等，查找知，HZSM-5 分子筛的脱水性能优于其他种类的脱水剂， 适用于作合成气直接合成二甲醚的脱水组 分。而一些改性HZSM-5脱水组分制成催化 剂后效果不好的原因，可能是在改性过程 中，引入的改性剂覆盖了脱水活性中心， 进而引起催化剂性能的下降。
谢谢观赏！
合成二甲基醚（DME） 的催化技术
毕建美（资料收集整理）
组员
施学钱（PPT制作）
朱启超（PPT讲解）
二甲基醚又称二甲醚、甲醚、氧化甲，二甲醚是最简单的脂 肪醚。它是二分子甲醇脱水缩合的衍生物。室温下为无毒， 有轻微醚香味的气体或压缩液体。主要由合成甲醇生产中的 副产获得。二甲醚主要作为甲基化剂和生产二甲基苯胺、硫 酸二甲酯等的原料，也可用于制取甲醛和合成汽油。是一种 重要的有机化工产品和化学中间体。
3活性组分对催化剂性能的影响在该催化剂活性组分的选取工作中分别对zncuzralmgmnfesicr等元素以及配比进行大量的研究工作得从表三可以看出该催化剂最优的活性组分为cuznzr脱水组分为hzsm5分子筛最佳制备方法为将cuznzr的硝酸盐配置成所需浓度的溶液按一定的比例与na2co3溶液进行共沉淀反应经老化洗涤后加入一定量的hzsm5分子筛进行充分混合然后进行过滤干燥焙烧打片成型得到cuo50zno40zro210hzsm5催化剂1
几种二甲醚合成工艺的技术经济分析
二甲醚的生产
由国内开发的合成气一步气相法制二甲醚技术基本成熟，并已建成千吨 级装置。但对于建设大型二甲醚装置，国内技术尚需实践验证。
合成气法制DME是在合成甲醇技术的基础上发展起来的，由合成气经浆 态床反应器一步合成DME，采用具有甲醇合成和甲醇脱水组分的双功能 催化剂。
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任务一 生产方法选择
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任务一 生产方法选择
2003年8月由沪天化工与日本东洋工程公司合作开发的两步法二甲醚万 吨级生产装置试车成功。该装置工艺流程合理，操作条件优化，具有产 品纯度高、物耗低、能耗低的特点，在工艺水平、产品质量和设备硬件 自动化操作等方面均处于国内先进水平。
近年来，我国在合成气一步法制二甲醚方面的技术开发也很积极，而且 一些科研院所和大学都取得了较大进展。、介化研究院、、介化化肥厂 与、钊们化物所共同开展了合成气法制二甲醚的5 mL小试研究，重点进 行工艺过程研究、催化剂制备及其活性、寿命的考察。试验取得良好结 果:CO转化率大于85 %;选择性大于99 %。
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任务一 生产方法选择
也可采用从化肥和甲醇生产装置侧线抽得合成气的方法，适当增加少量 气化能力，或减少甲醇和氨的生产能力，用以生产DME 。
催化蒸馏法制DME到目前为止，只有上海石化公司研究院从事过这方面 的研究工作。他们是以甲醇为原料，用H2SO4作催化剂，通过催化蒸馏 法合成二甲醚的。由于H2SO4具有强腐蚀性，而且甲醇与水等同处于液 相中，因此，该法的工业化前景一般。催化蒸馏工艺本身是一种比较先 进的合成工艺，如果改用固体催化剂，则其优越性能得到较好的发挥。 用催化蒸馏工艺可以开发两种DME生产技术:一种是甲醇脱水生产DME， 一种是合成气一步法生产DME。从技术难度方面考虑，第一种方法极易 实现工业化。
二甲醚生产工艺技术现状及发展趋势
二甲醚生产工艺技术现状及发展趋势赵贤俊(大庆油田化工有限公司技术开发研究院，大庆163413) 2008-10-09随着我国国民经济的高速发展，能源紧张局面愈来愈严重。
2007年我国进口原油16317万t，进口成品油3380万t。
石油的进口依存度达到47.1％。
目前，国际原油价格已经突破100美元／bbl，使得我国的经济建设和发展受到很大的影响，迫使国家调整能源结构，加速开发清洁的替代能源，缓解石油供需矛盾。
1 二甲醚市场现状及发展趋势1.1 液化石油气替代二甲醚(DME)的性质与液化石油气(LPG)十分相似，可以作为民用燃料和动力燃料。
液化石油气与二甲醚性质比较见表1。
2007年8月27日国家建设部发布了第691号公报《城镇燃气用二甲醚建设标准》(编号为CJ／T259—2007)，2008年1月1日起实施。
目前比较成熟的做法是将二甲醚以20％～25％的比例掺入LPG用作民用燃料。
2007年我国城镇LPG的用量约为2200万t(进口1000万t)。
按此用量和掺入20％二甲醚计算，一年将需要440万t二甲醚；随着技术的进步，灶具的完善，二甲醚若完全替代LPG，国内燃气用二甲醚年需量将达到1500万t左右。
1.2 柴油替代二甲醚与柴油性质的比较见表2。
二甲醚与柴油有许多相似的特性，国内二甲醚汽车的研究开发已经取得了巨大的成功。
由上海交通大学、上海柴油机股份有限公司、上海汽车工业(集团)总公司等单位组成的团队研制成功的10辆二甲醚公交车，于2007年9月投放到上海147路公交线上进行示范运行，同时建成国内第一个车用二甲醚加注站。
计划2008年示范车量达到100辆，2010年世博会之前形成1000辆以上的使用规模。
2007年10月，山东临沂也决定在车用领域试点推广应用二甲醚，以优化能源结构、减少环境污染。
另外，北京、武汉等地也有意引进二甲醚公交车。
西安交通大学进行了二甲醚公交车研制，目前样车已完成。
据了解，车用二甲醚燃料的国家标准正在制定中，有望在2008年出台。
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验 ， 限于试 验条 件往 往不便 于推广 ， 受 因此从普
适 的热 力学 平 衡 角度 分 析 温度 、 力 和 反应 物 配 压 比对 二 甲醚平 衡 产 率 的影 响很 有 必要 。 虽然 热力 学研 究 已有一 定 的成果 ］但 并 没有 对工 艺条件 ， 提 出较 完 整 的选 择依 据 ， 其 基 于本 文 背景 的特 尤 殊性 ， 研究 多 联产 系统 中二 甲醚合 成 的热力 学平 衡 及其 影响 因素就 非常 重要 。
Ｈ２ｃ 是 ０ ７ ／ｏ ． ５～ ０ ８ ．。
关键 词 ：二 甲醚 合成 ；多联 产 系统 ；热力 学平 衡 ；温度 ；压 力 ；氢碳 比
中 图分 类 号 ： ＴＫ１ ３ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引
言
利用 煤炭 的整 体化 可持 续发展路 径 之一 。
对 于合 成 气一步 法 制取二 甲醚 的合成 条件 的 研究 主要依 赖 低压 甲醇合 成 的结论 以及小 规模试
１ 理 论 分 析
１ １ 化 学反应 ．
合 成气一 步 法制取 二 甲醚 的反应 体系 中的核
心反应 ：
气 制取 二 甲醚 的选 择 性 的提 高 ， 已具 备 了一 定 的 市场竞 争力 ［ 。 备合 成 气需 要 较大 的初 投资 ， ４制 ］ 但
是 耦合 一步 合成 法工艺 和煤气 化 动力 系统可 有效 地 减少 初 投 资 。 联 产 系统 正 是 结合 简 单 化合 物 多 合 成 和动 力 电生 产 的复 合 型 能源 利用 系统 ， 它利 用 从单 一设 备 中产生 的合 成气 来 联产多 种化 工产
效益 。 于我 国一次 能源 消 费 以煤 炭 为主 的 国情 ， 基
水煤 气变换 反应 Ｃ ＋ Ｈ Ｏ—Ｃ ＋ Ｈ Ｏ Ｏ
（） ４
总包 反应 ３ Ｏ ＋ ３ ＋ Ｃ ＯＣ ＋ Ｃ Ｃ Ｈ２＋ Ｈ。 Ｈ。 Ｏ２
（） ５
以煤 气化 为 核 心 的 多联 产 系 统 是实 现 高效 、 洁 清
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第２ 期
段远 源 等 ：多联 产 系统 中合 成气 一步 法制取 二 甲醚 的热 力学分析
可 以根 据 下式 进行 计算 ：
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ．０７
文 章 编 号 ： ６ １８ ９ （ ０ ７ Ｏ 一 １ ６ Ｏ １ ７ —０ ７ ２ ０ ） ２Ｏ 步 法 制 取 二 甲醚 的热 力 学分 析
段 远 源 ， 刘 洁
（清 华大 学 热 能 ． 程 系 热科 学 与 动 力 ． 程 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 京 １ ０ ８ Ｔ － Ｔ － 北 ００ ４）
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第 ６卷第 ２期
２０ ０ ７年 ６月
热 科 学 与 技 术
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｅ ｍａ ｃ ｅ ｅ ａ ｃ ｏ ｏ ｙ ｏ ｒ ａ ｆ Ｔｈ ｒ ｌＳ ｉ ｎｃ ｎｄ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ
Ｖｏ ． ． １ ６ Ｎｏ ２
甲醇合 成反 应 Ｃ ＋ ２ ， Ｃ ＯＨ （ ） Ｏ Ｈ２ ￣ Ｈ３ １ －
ＣＯ２＋ ３ ＋ ＣＨ３ Ｈ２ ＋ ＯＨ ＋ Ｈ ２ Ｏ
（） ２
甲 醇 脱 水 反 应 ２ Ｈ。 －Ｃ ＯＣ Ｃ ＯＨ， Ｈ。 Ｈ。＋ ￣
Ｈ２ Ｏ （） ３
品、 体燃 料 、 液 氢气 以及 热 和 电［ ， 仅 可 以更 有 ５不 ］ 效 的实现 能 量 的梯 级 利 用 ， 且 具 有优 秀 的环保 而
二 甲 醚 （ Ｈ３ Ｈ３ｄｍｅｈ ｌ ｔ ｅ ， Ｍ Ｅ Ｃ ０Ｃ ，ｉ ｔｙ ｈ ｒ Ｄ ｅ ）是
最简 单 的脂 肪 醚 ， 途广 泛 ， 用 近年 来二 甲醚作 为 柴 油机 替代 燃 料 和 民用 燃 料 的 可行 性 、 济 性 和 环 经 保性 得 到更 加 充 分 的研 究 ， 于燃 料用 途 的二 甲 用 醚市 场前 景非 常广 阔Ｌ 。 １ ］ 二 甲醚是 重 要 的 甲醇衍 生 物 之一 ， 主要 制 备 方法 分三 种 ： 由甲醇 在 浓 硫 酸催 化 下脱 水 制 取 方 法 由于设 备腐 蚀 、 酸 污染 等 已被淘 汰 ； 废 甲醇气 相 脱水 法 是 主流 工 艺 ； 成 气 一 步法 直 接合 成 二 甲 合 醚 的工 艺路线 引起 广 泛 重视 ［ ］合 成气 一 步法 工 ２。 艺使 用 煤炭 、 天然 气等 一 次能 源作 为原料 ， 生产 成 本低 于 气相脱 水法 ， 随着催 化剂 技术 的进 步 ， 成 合
摘 要 ：二 甲醚具有 良好 的物 理化学性 质， 市场 前景广 阔， 合成 气一步 法制取 工艺 因其 成本低 而受到普遍 关
注 ， 多联 产 系 统联 产 二 甲醚 可 有 效 降低 初 投 资 。 建 了合 成 气 一 步 法 制取 二 甲醚 工 艺 的 化 学 平 衡 计 算 模 型 ， 而 构 研 究 了在 多联 产 系统 中反 应 温度 、 力 和 原 料 气 配 比对 二 甲醚 平 衡 产 率 的影 响 ， 到 的 优 化 温 度 为 ２ ０ ２ ０ 压 得 ２ ～ ６ ℃ ， 力 为 ４ ６ ａ 使 得 二 甲 ￣－ 衡 产 率 取 极 大 值 的 Ｈｚｃ ＜ １ 对 于 晋城 ９ 无 烟煤 产 生 的合 成 气 ， 化 压 ～ ＭＰ ， Ｔ ＇ － ／ｏ ， ＃ 优
收 稿 日期 ：２ ０ —８２ ｝ 修 回 日期 ： ０７０ —２ ０ ６０ —２ ２ ０ —２０ ． 基 金项 目 ：高 等 学 校 优 秀 青 年 教 师 教 学 科 研 奖 励 计划 资 助项 目． 作 者简 介 ：段 远 源 （９ １） 男 ，教 授 ，博 士 生 导 师 ，主 要 从 事 流 体 热 物 性 和 能 量 系统 优 化 的研 究 １７一，