该文研究含较高氮气的低成本合成气一步法制取二甲醚(DME)的工艺条件及该合成气在XNC型低压甲醇合成催化剂与CM-3-1型甲醇脱水改性分子筛组成的双功能混合催化剂上的本征、气—固相宏观及淤浆床宏观动力学,为含氮低成本合成气一步法制取二甲醚工艺的开发提供基础数据.在220~260°C,3~7MPa条件下,考察了含氮合成气在铜基XNC甲醇合成催化剂、CM-3-1改性分子筛为脱水催化剂的双功能混合催化剂上的本征、气—固宏观及气—液—固三相淤浆床宏观动力学,选用双曲型动力学模型,采用遗传算法与单纯型算法相结合的方法对模型参数进行了估值,获得了模型参数,经统计检验和残差分析证明模型可靠.在双功能混合催化剂上,甲醇合成反应、甲醇脱水及水汽变换反应的协同效应是明显的,打破了合成气单一合成甲醇时CO转化率所受的平衡限制,使醇醚的产率增加.在较高总压下含氮合成气能有较高的CO转化率.由于工业颗粒催化剂内扩散的影响,使得双功能催化剂的协同效应变化,同样条件下CO转化率比消除内外扩散的细颗粒的低,二甲醚的选择性比细颗粒的高.氮气除了通过影响反应组分的分压而影响催化剂的反应速率外,还通过影响反应组分的内扩散速率影响产物的选择性,使二甲醚的选择性增加.对淤浆床反应器,气—液—固三相间的传递过程对反应速率有较大影响.对于双功能混合催化剂,随着空速提高催化剂的协同效应减弱,空速为1000mL/(gcat·h)左右时较佳.在研究的反应条件范围内,CO的转化率随温度的升高而升高,二甲醚选择性随温度的升高而略有降低;随压力的增加CO转化率升高,二甲醚的选择性变化不大;随着空速的增加CO转化率下降,而二甲醚的选择性先上升后下降;催化剂含量的高低对CO转化率影响不大.由于惰性介质的存在,溶解度小的氮气对反应的影响减弱,在三相床中直接合成二甲醚,可以用较低H<,2>/CO比的合成气.在三相床中含氮合成气直接合成二甲醚,较高的压强5~7MPa,较高的反应温度240~260°C,适宜的空速1000~1500mL/(gcat·h)以及较好的传质条件,适度的催化剂含量对提高二甲醚的收率是有利的.采用所得的气固相宏观动力学模型对年产10万吨二甲醚的管壳式固定床反应器进行模拟,表明该反应器可有效地控制床层热点温度,并使整个床层轴向温度变化缓和,大部分床层处在双功能催化剂协同效应的最佳反应温度范围内.原料气进口温度对该反应器床层温度分布影响不大,冷却水温对床层的热点温度影响明显,空速太大对反应不利,该反应器适用于贫CO的天然气基合成气及含氮合成气一步法制二甲醚工艺.