多聯(lián)產(chǎn)系統中合成氣一步法制取二甲醚的熱力學(xué)分析

第6卷第2期熱科學(xué)與技術(shù)Vol 6 No. 22007年6月Journal of Thermal Science and TechnologyJun.2007文章編號:1671-8097(2007)02-0106-07多聯(lián)產(chǎn)系統中合成氣一步法制取二甲醚的熱力學(xué)分析段遠源,劉潔(清華大學(xué)熱能工程系熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗室,北京100084)摘要:二甲醚具有良好的物理化學(xué)性質(zhì),市場(chǎng)前景廣闊,合成氣一步法制取工藝因其成本低而受到普遍關(guān)注,而多聯(lián)產(chǎn)系統聯(lián)產(chǎn)二甲醚可有效降低初投資,構建了合成氣一步法制取二甲醚工藝的化學(xué)平衡計算模型研究了在多聯(lián)產(chǎn)系統中反應溫度、壓力和原料氣配比對二甲醚平衡產(chǎn)率的影響,得到的優(yōu)化溫度為C,壓力為4~6MPa,使得二甲醚平衡產(chǎn)率取極大值的H2/CO<1,對于晉城9#無(wú)煙煤產(chǎn)生的合成氣,優(yōu)化H2/CO是0.75~0.8關(guān)鍵詞:二甲醚合成;多聯(lián)產(chǎn)系統;熱力學(xué)平衡;溫度;壓力;氫碳比中圖分類(lèi)號:TK123文獻標識碼:A0引言利用煤炭的整體化可持續發(fā)展路徑之對于合成氣一步法制取二甲醚的合成條件的二甲醚(CH3OCH3, dimethyl ether,DME)是研究主要依賴(lài)低壓甲醇合成的結論以及小規模試最簡(jiǎn)單的脂肪醚,用途廣泛,近年來(lái)二甲醚作為柴驗,受限于試驗條件往往不便于推廣,因此從普油機替代燃料和民用燃料的可行性、經(jīng)濟性和環(huán)適的熱力學(xué)平衡角度分析溫度、壓力和反應物配保性得到更加充分的研究,用于燃料用途的二甲比對二甲醚平衡產(chǎn)率的影響很有必要。雖然熱力醚市場(chǎng)前景非常廣闊口學(xué)研究已有一定的成果7,但并沒(méi)有對工藝條件二甲醚是重要的甲醇衍生物之一,主要制備提出較完整的選擇依據,尤其基于本文背景的特方法分三種:由甲醇在濃硫酸催化下脫水制取方殊性,研究多聯(lián)產(chǎn)系統中二甲醚合成的熱力學(xué)平法由于設備腐蝕、廢酸污染等已被淘汰;甲醇氣相衡及其影響因素就非常重要。脫水法是主流工藝;合成氣一步法直接合成二甲醚的工藝路線(xiàn)引起廣泛重視23.合成氣一步法工1理論分析藝使用煤炭、天然氣等一次能源作為原料,生產(chǎn)成1.1化學(xué)反應本低于氣相脫水法,隨著(zhù)催化劑技術(shù)的進(jìn)步,合成合成氣一步法制取二甲醚的反應體系中的核氣制取二甲醚的選擇性的提高,已具備了一定的心反應:市場(chǎng)競爭力(。制備合成氣需要較大的初投資,但甲醇合成反應CO+2H2→CH3OH(1是耦合一步合成法工藝和煤氣化動(dòng)力系統可有效CO2+3H2++CH,OH +H,O地減少初投資。多聯(lián)產(chǎn)系統正是結合簡(jiǎn)單化合物合成和動(dòng)力電生產(chǎn)的復合型能源利用系統,它利甲醇脫水反應2CH3OH→CH3OCH3+用從單一設備中產(chǎn)生的合成氣來(lái)聯(lián)產(chǎn)多種化工產(chǎn)H2O品、液體燃料、氫氣以及熱和電,不僅可以更有水煤氣變換反應CO+H2O→CO2+H2效的實(shí)現能量的梯級利用,而且具有優(yōu)秀的環(huán)保效益?；谖覈淮文茉聪M以煤炭為主的國情,中國煤化工HOCH3+CO2以煤氣化為核心的多聯(lián)產(chǎn)系統是實(shí)現高效、清潔CNMHG22;修回日期:2007-0202基金項目?jì)?yōu)秀青年教師教學(xué)科研獎勵計劃資助項目作者簡(jiǎn)介1971-),男,教授,博土生導師,主要從事流體熱物性和能量系統優(yōu)化的研第2期段遠源等:多聯(lián)產(chǎn)系統中合成氣一步法制取二甲醚的熱力學(xué)分析反應體系的輸入物流是煤炭氣化得到的清可以根據下式進(jìn)行計算:潔合成氣,包括H2、CO、CO2、H2O、N2和Ar,輸出K6=exp(-△°/RT)物流中增加了產(chǎn)物CH3OH和 CH3OCH3,其中N2式中,△G是標準反應 Gibbs函數變化,可根據各和Ar不參加反應,僅影響系統中反應物和產(chǎn)物的物質(zhì)的標準生成焓、絕對熵和理想氣體的比定壓分壓。熱容求得,如將物質(zhì)的比定壓熱容寫(xiě)成溫度的三根據物質(zhì)守恒和系統組分的歸一條件,結合次多項式形式,可得到K°和溫度的關(guān)系如下:獨立反應(1)、(2)和(3)的化學(xué)反應平衡,就可以nK°=-△G/RT=E+E1T+E2T2+唯一確定狀態(tài)(p,T)時(shí)系統中各物質(zhì)的組分濃EsT3+ET-1+ EsInT度本文選取獨立反應(1)、(2)和(3)進(jìn)行計算1.2化學(xué)平衡三個(gè)方程的平衡常數參數列于表1.式(8)計算的標準平衡常數定義為結果,和文獻[6]和[8]比較,平均偏差小于2%,K°=Ⅱ(,/)"=豆E/T,p)衛主要的差別來(lái)源于選用的熱力學(xué)參數不同本文(6)的比熱容來(lái)自對文獻[9]數據的擬合,擬合結果式中,p°是規定壓力,f,是混合物中i組元的逸和文獻數據的平均偏差小于0.5%,平衡常數精度,f是組元純凈物處于與混合物相同溫度T度較高。和規定壓力p時(shí)的逸度,根據化學(xué)平衡原理,K表1三個(gè)獨立反應的逸度平衡常數Tab 1 Standard chemical equilibrium constant of three independent chemical reactionEE2InKY22,08074.0913×10-2.7058×10-109.0192×1022.11540.00121.0676×10-6-3.4072X10-104.1486×106.6274InKy9,36400.00251.9478×10-65.3181×10-103.1912×1030.81672數值計算水煤比(水煤漿)=(水十煤炭水分)/水煤漿總質(zhì)量(11)2.1煤氣化預測模型經(jīng)過(guò)分析,符合氣化爐要求的不同的氧煤比本文基于多聯(lián)產(chǎn)系統分析合成氣制取二甲醚和水煤比對出口粗煤氣成分的影響具有普遍的規的熱力學(xué)平衡及反應條件對平衡的影響,因此煤律:恒定水煤比,隨著(zhù)氧煤比的增加,氧化趨于完氣化單元提供的合成氣是整個(gè)數值計算的基礎。全,H2和CO產(chǎn)量減少,H2/CO降低;恒定氧煤比,作者對氣化爐內化學(xué)反應做了平衡的基本假設,隨著(zhù)水煤比的增加,H2產(chǎn)量增加,CO產(chǎn)量減少,構建了有代表性的干粉供料的 Shell氣化爐和水H2/CO升高因為煤炭組成中以C元素為主,煤煤漿供料的 Texaco氣化爐的熱力學(xué)平衡模型模氣的H2/CO均小于總包反應式(5)要求的H2/CO型預測值與文獻[10]中的實(shí)驗數據比較,Shel氣1的化學(xué)計量比。對此,一般有兩種解決方法化爐的合成氣成分平均偏差小于0.26% Texaco一是調整氣化爐的輸人,限制氧煤比同時(shí)提高水合成氣成分平均偏差小于0.84%,為二甲醚原料煤比;二是增加水煤氣變換環(huán)節提高H2組分濃氣預測的準確性提供保障。度,并后續脫碳環(huán)節降低副產(chǎn)物CO2的摩爾分數。對于同種煤炭,氣化爐模型中有兩個(gè)重要的結合不同的氣化爐特點(diǎn),干粉供煤的水煤比一般可調參數,即氧煤比和水煤比,它們直接影響輸出在0.15以?xún)?調整水煤比優(yōu)化H2/CO的程度不煤氣的組分和溫度。定義為足,中國煤化工礎上增加水煤氣氧煤比=氧化劑質(zhì)量/煤炭質(zhì)量(9)變換CNMHG水煤漿供煤的固水煤比(干粉)=(水蒸氣+煤炭水分)/煤炭質(zhì)體質(zhì)量一般為65%~70%,則水煤比可以達到(10)0.35,直接利用水煤比調整H2CO的方法可行,熱科學(xué)與技術(shù)第6卷雖然可能犧牲部分氣化爐的效率,但免除水煤氣根據工藝推薦,CO2摩爾分數控制在5%,表3列變換和脫碳環(huán)節,簡(jiǎn)化系統,減少投資。出了兩種爐型氣化合成氣的代表性成分?；?.2二甲醚合成預測模型步法合成二甲醚的有效工藝條件,本文對210~在二甲醚合成預測模型中,選用通用化290℃,3~6MPa,以及兩爐型所得氫碳比的各BwRS狀態(tài)方程進(jìn)行熱力學(xué)參數的計算。經(jīng)過(guò)驗個(gè)工況進(jìn)行了平衡計算,在此基礎上分析溫度、壓證,該狀態(tài)方程計算體系中各組元的密度對實(shí)驗力以及反應物的配比對二甲醚平衡產(chǎn)率的影響數據的最大偏差小于0.6%,尤其對H2和H2O的下面選取具有代表性的計算結果對各影響因素進(jìn)密度、剩余焓的計算都明顯優(yōu)于立方型狀態(tài)方程。行分析。通過(guò)和文獻[1]的比較,對于CH2OCH3的密度表2山西晉城9無(wú)煙煤成分121計算值與實(shí)驗值平均偏差約-06%,因此Tab.2 Air-dried componenets of no.9 JinchenBwRS狀態(tài)方程可以保證本文數值計算的精度anthracite3結果分析與討論質(zhì)量分數/%水分本文選用晉城9*煤作為原料進(jìn)行氣化,空干22.41基組成見(jiàn)表2,產(chǎn)生的合成氣用來(lái)生成二甲醚,其2.02中 Texaco爐模型通過(guò)調整水煤比所得原料氫碳比為0.4282~0.5143,Shel妒爐模型結合水煤氣scHNo0.62變換反應和脫碳所得原料氫碳比為0.75~1.1,表3 Texaco爐和 Shell爐氣化合成氣代表性組成(摩爾分數,%)Tab 3 Syngas components generated by typical Texaco and Shell gasifiersc (mol fraction, %Texaco(H2/CO= 0. 514 3)Shell(H2/Co= 0.8)粗煤氣脫硫粗煤氣脫硫水煤氣變換脫碳22.85632.90137.87744.43773.7520.33917.4800.5724.5074.5453.5920.6860.8440.9270.9331.0731.0820.8550.9853.1壓力為4~6MPa。圖1所示為H2/CO=0.8時(shí)計算所得二甲醚平衡產(chǎn)率隨壓力變化的曲線(xiàn):隨著(zhù)壓力升高,二甲醚的平衡產(chǎn)率增加;同時(shí),產(chǎn)率增加的幅度隨著(zhù)壓力提高而降低對二甲醚合成的總包反應,反應后體積減小,根據平衡移動(dòng)原理可以導出:隨著(zhù)反應體系壓力4432040戶(hù)增加,反應向右移動(dòng),二甲醚平衡產(chǎn)量增加;隨30354045505560657.0著(zhù)p增加,二甲醚平衡產(chǎn)量的增長(cháng)速度減慢。與模擬計算得到的結論是一致的?？紤]到高壓對平衡中國煤化工玉力變化的促進(jìn)以及促進(jìn)作用隨壓力升高而減弱,再結合CNMHG高壓反應器的成本也隨著(zhù)壓力升高而增加,因此Y本文推薦的合成氣一步法制取二甲醚的反應壓力第2期段遠源等:多聯(lián)產(chǎn)系統中合成氣一步法制取二甲醚的熱力學(xué)分析3.2溫度a(lnK°)>0(13)圖2所示為氫碳比H2/CO=0.8時(shí)二甲醚平anK")1<0,m衡產(chǎn)率隨溫度變化的曲線(xiàn):隨著(zhù)溫度升高,二甲醚則隨著(zhù)溫度增加,二甲醚平衡產(chǎn)率降低,且減的平衡產(chǎn)率減少。固定壓力和氫碳比,隨著(zhù)溫度增少量增加然而,結合二甲醚合成雙功能催化劑的加,二甲醚平衡產(chǎn)率減小的幅度增大?；罨瘻囟认拗?尤其甲醇脫水催化劑的活性溫度般較高,因此本文推薦的合成氣一步法制取二P/MP甲醚的反應溫度為220~260℃5050503.3原料氣配比原料氣配比的優(yōu)化對二甲醚合成有非常重要的意義,尤其本文基于多聯(lián)產(chǎn)系統氣化裝置得到的原料氣成分復雜,對二甲醚合成平衡的影響復雜,因此本文基于優(yōu)化的溫度和壓力范圍,對平衡200220240260280300320受原料氣配比影響進(jìn)行分析。3.3.1純CO和H2原料氣圖2二甲醚平衡產(chǎn)率隨溫度變化Fig 2 Effect of reaction當原料氣中不含H2O,可以主要通過(guò)總包反應的物質(zhì)關(guān)系衡量二甲醚的平衡產(chǎn)率。當系統的根據van'tHof等壓式,帶入各物質(zhì)熱力學(xué)溫度和壓力恒定時(shí),根據化學(xué)計量比可知,二甲醚參數,可得合成的H2/CO優(yōu)化值為1。[“],-=2%x1+=15320+本文在滿(mǎn)足了工藝的基本要求下,計算了CO=0.88~1.5的純CO和H2原料氣合成0.0131-3.5761×107+二甲醚的熱力學(xué)平衡,圖3(a)和(b)所示為數值1.8236×10(12)計算結果:對于任一組確定的溫度和壓力條件計算可得甲醚平衡產(chǎn)率均在H2/CO=1時(shí)取得極值。一4.080910111.213141516809101.11.21314151.6Hy/CO(a)t=230圖3二甲醚平衡產(chǎn)率與H2/CO、壓力和溫度的關(guān)系Fig 3 Effects of H,/CO and reaction pressure and temperature on equilibrium yield of DME3.3.2CO2的初始摩爾分數爾分數增高而減少。對于無(wú)水的原料氣,CO2的初始摩爾分數也3.3.3H2O的初始摩爾分數可能影響系統的平衡圖4所示為4MPa、230℃對于氣化直接得到的原料氣,一般均會(huì )含有時(shí)的一組典型結果,可見(jiàn),CO2的初始摩爾分數的定量的水分,H2O的初始摩爾分數也會(huì )影響系增加會(huì )導致二甲醚平衡產(chǎn)率下降但是并不影響統的中國煤化工,固定CO2的初此壓力、溫度下二甲醚平衡產(chǎn)率取得極值的始摩CNMH(初始摩爾分數H2/CO因此,無(wú)水原料氣合成二甲醚的平衡產(chǎn)率從0~5%變化對二甲醚平衡產(chǎn)率的影響圖5所在H2CO=1時(shí)取得極大值,并隨著(zhù)CO2的初摩示為4MPa、230℃的一組典型結果。110熱科學(xué)與技術(shù)但是也可通過(guò)水煤氣變換生成H2,促進(jìn)甲醇合y(H-O)%43342會(huì )9成進(jìn)而促進(jìn)二甲醚合成。因此,H2O的初摩爾分數對系統平衡的影響比較復雜。數值模擬的結果表明:原料氣含水時(shí),二甲醚平衡產(chǎn)率降低,且改變了平衡產(chǎn)率隨氫碳比變化的規律;隨著(zhù)H2O的2m=4Ma=20℃初摩爾分數增大,促使二甲醚平衡產(chǎn)率極大值對應的H2/CO減小。0809101.11.213141516Hy/CO3.3.4煤基合成氣的組成圖4二甲醚平衡產(chǎn)率與氫碳比和CO2的初聯(lián)產(chǎn)系統氣化裝置的產(chǎn)氣,在經(jīng)歷了水煤摩爾分數的關(guān)系氣變換環(huán)節后一般不附加降溫環(huán)節脫水,因此合Fig4 Effects of H2/CO and initial concentration成氣中含有相當數量的水分。煤基合成氣所含水of CO2 on equilibrium yield of DME分是由水煤氣變換環(huán)節直接計算得到的,隨著(zhù)調節后氫碳比升高,要求加入的水量增加,假設水煤W(H,O)%氣變換反應程度相同,調整后的反應物氣流中含水量增加,即隨著(zhù)H2/CO增加,水分含量也增加。y一-0-JE可以預見(jiàn):二甲醚平衡產(chǎn)率下降,且二甲醚平衡產(chǎn)率極大值對應的H2/CO小于1圖6(a)和(b)展示了二甲醚平衡產(chǎn)率隨著(zhù)調P=4MPa,F230℃vy節后氫碳比和溫度、壓力的變化關(guān)系。由圖6可0820知,反應狀態(tài)確定時(shí),二甲醚平衡產(chǎn)率在調節氫碳Hy/CO圖5二甲醚平衡產(chǎn)率與氫碳比和H2O的初比在0.75~0.8時(shí)取得極值;此時(shí),溫度和壓力對平衡產(chǎn)率隨氫碳比的變化影響都較小摩爾分數的關(guān)系Fig. 5 Effects of H2/CO and initial concentration對于多聯(lián)產(chǎn)系統而言,合成二甲醚的原料氣of H,O on equilibrium yield of DME含有相對較高的水分,因此常規討論的H2/CO分析可知,雖然總包反應不含水,但是水參熱力學(xué)優(yōu)化并不適用于多聯(lián)產(chǎn)系統,對于二甲醚與了體系中甲醇脫水反應(3)和水煤氣變換反應衡產(chǎn)率的優(yōu)化,需要的H2CO將小于1,具體的(4):水的摩爾分數增加會(huì )阻滯甲醇脫水的程度;數值需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的分析確定。0708091.01.1121.3141.51.6070809101.1121.3141516H,/COH/CO(a)P=4 MPa(b)t=230℃圖6二甲醚平衡產(chǎn)率與氫碳比、溫度和壓力的關(guān)系Fig 6 Effects of H,/Co and reaction temperature and pressure on equilibrium yield of DME計算表明,以上的分析同樣適用于 Texaco爐率隨中國煤化工而顯著(zhù)降低的現產(chǎn)生的合成氣。為了增大氫碳比,加入的水量增象。CNMHG加,合成氣中的CO2初始摩爾分數和H2O初始摩3.4琳爾分數都大幅度提高,從而表現出二甲醚平衡產(chǎn)本文中對于二甲醚合成條件的優(yōu)化計算基于第2期段遠源等:多聯(lián)產(chǎn)系統中合成氣一步法制取二甲醚的熱力學(xué)分析晉城9無(wú)煙煤,但是對于其他的煤種有廣泛的適2002. (in Chinese)用性。主要是因為氣化煤的計算模型取決于煤炭3]謝光全,解閔,天然氣制二甲醚的經(jīng)濟評價(jià)[石的空干基成分(煤炭的熱值也是通過(guò)空干基估計油與天然氣化工,2001,30(5):221-225.的),即使模擬的結果與實(shí)驗數據間存在少許偏XIE Guang-quan, XIE Min. Technical and差,也并不影響后續的討論。尤其在本文的煤氣化economical assessment of dimethyl ether production模型中,將煤炭?jì)鹊乃挚紤]在可調參數水煤比f(wàn)rom natural gas [J]. Chem Eng of Oil and Gas2001,30(5):221-224.( in Chinese)中,可以非常有效的處理煤炭種類(lèi)的差異。而本文[4] GE Qing-jie, HUANG You-mei, Qiu Fengyan, et在研究二甲醚合成平衡受到溫度、壓力和原料氣al. New bifunctional catalyst for direct synthesis of配比影響時(shí),是基于合成氣的組分進(jìn)行數值模擬dimethyl ether [] J Nat Gas Chem, 1999, 8(4)的,并不直接依賴(lài)于煤炭,而且研究中輔以熱力學(xué)280-285平衡機理的論證,具有普適性因此對于不同的煤[5 WILLIAMS R H. Overview of polygeneration based種,優(yōu)化工藝的具體數值可能略有差別,但是變化on Or-blown gasification [C]. Int Workshop on規律都遵循本文的研究結果。Polygeneration Strategies Based on O2-BlownGasi fication, Beijing, 2000.結論[6]張海濤,曹發(fā)海,劉殿華,等.合成氣直接合成二甲醚本文主要依據化學(xué)反應的熱力學(xué)平衡原理與甲醇的熱力學(xué)分析[J].華東理工大學(xué)學(xué)報,2001,研究了合成氣一步法制取二甲醚的熱力學(xué)平衡27(2):198-201ZHANG Hai-tao, CAO Fa-hai, LIU Dian-hua, et得到以下的結論:1)構建了合成氣一步法制取二甲醚的熱力dimethyl ether and methanol from synthesis gas [J]學(xué)平衡模型,具有較準確的預測性;J of east China of Sci and Tech, 2001, 27(2)2)分析了反應條件,包括溫度、壓力和原料氣配比,對二甲醚合成平衡產(chǎn)率的影響:二甲醚平[7門(mén)賈廣信,譚綺生,韓怡卓,二甲醚合成過(guò)程的熱力學(xué)衡產(chǎn)率隨溫度降低和壓力升高而增加,優(yōu)化溫度分析[].煤炭轉化,2005,28(1):92-96.為220~260℃C,壓力為4~6MPa。H2CO小于JIA Guang-xin, Tan Yi-sheng, HAn Yi-zhuo優(yōu)化值時(shí),該產(chǎn)率隨H2/CO增大而增加,H2/COThermodynamic analysis of dimethyl ether synthesis大于優(yōu)化值時(shí),該產(chǎn)率隨H2/CO增大而減少from syngas [J]. Cool Conversion, 2005, 28(1):3)著(zhù)重研究了多聯(lián)產(chǎn)系統中煤基合成氣配92-96. (in Chinese)比對于二甲醚合成平衡的影響優(yōu)化H2/CO<1,[8]宋維墻,朱炳辰,駱贊棒,等.應用 SHBWR狀態(tài)方程計算加壓下甲醇合成的反應熱和平衡常數[J].華東對于晉城9“煤為0.75~0.8,揭示了多聯(lián)產(chǎn)系統化工學(xué)院學(xué)報,1981,11(1):11-24中合成二甲醚的特殊性,對原料氣配比的優(yōu)化提SONG Wei-duan, ZHU Bing-chen, LUO Zan-chun出了建議et al. Use SHBWR (EOS) to calculate methanol參考文獻( References)synthesis reaction heat and equilibrium constant [J]J East China Inst Chem Eng, 1981, 11(1):11-24.[1]應衛勇,曹發(fā)海,房鼎業(yè),碳一化工主要產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.[9] CHASE M W. NIST-JANAF thermochemical tablesYING Wei-yong, CAO Fa-hai, FANG Ding-ye[Z]. Washing: Am. Chem. Soc., 1998The synthesis technologies for main product of [10] SIMBECK D R, KORENS N, BIASCA F E, et aL.mono-carbon chemical chemistry [M]. Beijing:Coal gasification guidebook: status, applications,Chem. Eng. Press, 2004. (in Chinese)「Z1「s.1.1. Flectric Power Res[2]謝克昌,李忠,甲醇及其衍生物[M].北京:化學(xué)中國煤化工工業(yè)出版社,2002[1]CNMHG實(shí)驗系統的研制及XIE Ke-chang, LI Zhong. Methanol and its甲醚熱物理性質(zhì)的研究[D]西安:西安交通大ramification [M]. Beijing: Chem. Eng. Press112熱科學(xué)與技術(shù)第6卷U Jiang-tao.new計劃項目研究報告.北京:清華大學(xué),2000thermophysical properties measurement system andWANG Tian-jiao, WANG Zhe, MA Lin-wei, et alesearch of thermophysical properties of dimethylModeling and simulation of IGCC power generationether [D]. Xi'an: Xi'an Jiaotong Ursystems [R]. Re port for State Key NinthChinese)Five-Year-Plan Project. Beijing: Tsinghua Univ[12]王天驕,王哲,麻林巍,等.IGCC發(fā)電系統動(dòng)彈特2000. (in Chinese)性建模及仿真實(shí)驗研究[R].“九五”國家科技攻關(guān)Thermodynamic optimization of dimethyl ether synthesis fromsyngas in polygeneration systemsDUAN Yuan-yuan, LIUKey Lab. for Therm. Sci. and Power Eng. of MOE, Dept. of ThermTsinghua UnivAbstract: Dimethyl ether (DME) has a great market potential because of its abundant physical andchemical properties. The one-through process of DME synthesis from syngas is of great importancedue to its low capital cost. A thermodynamic equilibrium model was developed to simulate thesynthesis process. Based on the model, the effects of temperature, pressure and the stock gas on thesystem performance were studied. The optimized results show that temperature is 220 260 Cpressure is 4-6 MPa. The equilibrium yield of DME reaches the maximum when H2/CO <1especially for the syngas converted from Jincheng No. 9 anthracite, the H2/CO should be 0.75-0.8.Key words: dimethyl ether synthesis; polygeneration system; thermodynamic optimization;temperature; pressure; H2/CO中國煤化工CNMHG