1、燃料乙醇是作為一種優(yōu)質(zhì)的液體燃料,它具有灰份低、硫份低等特點,且可以提供與汽油相當?shù)幕瘜W能,被認為是一種很有應用潛力的能源替代品。二甲醚與合成氣制乙醇是目前合成乙醇的一種新途徑,該過程中二甲醚先經(jīng)過羰基化形成醋酸甲酯,后者再加氫生成乙醇。對其進行系統(tǒng)的熱力學分析可以了解這一合成過程的反應特性,有助于催化劑的篩選、工況條件的優(yōu)化、反應器設(shè)計等相關(guān)工藝流程的改進。本文首先通過Benson基團貢獻法、Rihani-Doraiswamy法對反應

2、中各物質(zhì)的標準生成焓、標準熵與摩爾熱容進行了估算。在298.15～1000K、1～3MPa范圍內(nèi)計算了二甲醚與合成氣制乙醇(二甲醚羰基化反應、醋酸甲酯加氫反應以及二者組成的總反應)過程中的化學反應的平衡常數(shù)、反應焓變、反應熵變和反應吉布斯自由能變。在此基礎(chǔ)上,詳細考察了溫度、壓力和合成氣組成對于乙醇合成過程中的平衡轉(zhuǎn)化率、平衡產(chǎn)率以及平衡尾氣組成的影響,同時考察了兩個反應之間的協(xié)同效應。接著對于該乙醇合成過程的熱效應進行了系統(tǒng)的計算、分

3、析。最后在實驗的基礎(chǔ)上對不同組分乙醇汽油的飽和蒸汽壓進行了模擬計算,為乙醇汽油的進一步推廣提供一定的理論支持。
　　結(jié)果表明:對于二甲醚羰基化反應,在298.15K~573.15K、1~3MPa條件下DME的轉(zhuǎn)化率幾乎都達到100％。隨著原料氣中CO濃度的增加,DME的轉(zhuǎn)化率也不斷增加,當CO濃度達到0.5時,DME的轉(zhuǎn)化率達到99.98％。在CO濃度為0～0.35內(nèi)CO轉(zhuǎn)化率幾乎為100％,當CO濃度大于0.35時隨著CO濃度的

4、增加,其轉(zhuǎn)化率一直呈降低趨勢;對于醋酸甲酯加氫反應,298.15～493.15K、1～3MPa條件下MA的轉(zhuǎn)化率達到了90％以上。隨著H2濃度的增加,乙醇的收率一直呈上升趨勢;對于乙醇合成的總反應,由于兩反應間的協(xié)同效應,總反應體系中MA平衡轉(zhuǎn)化率較之其單獨進行時有大幅度的提高。當原料氣中CO濃度上升到33.3％時,平衡尾氣中的甲醇、乙醇、醋酸甲酯的平衡組成達到最大值,當原料氣中H2濃度為39.4％時甲醇與乙醇的平衡組成達到最大值。