论文研究了合成气一步法制二甲醚的反应动力学。在固定床管式反应器中，测定了合成气一步法制二甲醚双功能催化剂上本征动力学数据，建立了幂函数型本征动力学模型；在机械搅拌反应器中，测定了合成气一步法制二甲醚双功能催化剂上的宏观动力学数据，建立了宏观动力学模型；并将研究所得的动力学方程应用于反应器模拟。 在固定床管式反应器中，采用甲醇合成铜基催化剂和甲醇脱水γ-Al2O3催化剂组成的双功能催化剂，在温度220.0～265.0℃、压力4.0～6.0MPa、空速1.0～2.0L/(g·h)、H2含量59.82﹪～68.77﹪、CO含量24.45﹪～34.34﹪、CO2含量2.04﹪～2.96﹪范围内，随着温度和压力的增加，一氧化碳的转化率和二甲醚的选择性增加。应用拟牛顿法与马夸特算法对实验获得的数据回归，获得幂函数型本征动力学方程。通过统计检验，结果显示该模型可靠，模型计算值与实验值吻合良好。 在500mL高压搅拌釜中，在温度220.0～265.0℃、压力4.0～6.0MPa、空速1.0～2.0L/(g·h)、H255.50﹪～74.35﹪、CO21.42﹪～37.12﹪、CO23.00﹪～4.48﹪范围内，随着反应温度和反应压力的增加，一氧化碳的转化率和二甲醚的选择性增加。应用拟牛顿法与马夸特算法对实验获得的数据回归，获得了宏观动力学方程。通过统计检验，结果显示该模型可靠，模型计算值与实验值吻合良好。 对合成气一步法制二甲醚工业反应器进行了数学模拟和工程分析，结合工业反应器实例，建立了管壳型反应器的二维数学模型、绝热管壳型反应器的一维数学模型、计入液相返混和颗粒沉降影响的三相鼓泡淤浆床反应器的数学模型，分析了反应条件对反应结果的影响。 建立了管壳型二甲醚合成反应器二维数学模型，选择正交配置法将二维微分数学模型转化为离散化的非线性方程组，用Broyden法求得催化床内各组分浓度和床层温度随轴向和径向的分布。通过年产10万吨二甲醚管壳型固定床反应器的二维数学模拟，计算结果表明，操作压力、入塔气量对催化床轴向温度分布有较大影响，反应进口温度对反应影响不大；径向温度差基本在2～4℃，径向浓度差一般不超过0.1﹪。用一维模型计算已足够准确，可以满足反应器的模拟设计。 建立了绝热管壳型固定床二甲醚合成反应器一维拟均相数学模型，较佳的反应条件为：原料气进口温度210℃，冷却水温度240℃，反应压力4.6MPa，入塔气量3.0×105Nm3/h，年产10万吨二甲醚和1.8万吨甲醇。模拟计算结果表明，提高反应压力对反应有明显影响，适宜的反应压力能提高产量，有利于反应；进口温度影响不大，保持在适当的催化剂活性温度范围内即可；进口气量的增加能降低热点温度，产量略有增加。 建立了三相淤浆鼓泡二甲醚合成反应器数学模型，获得了较佳的年产10万吨DME反应器结构：反应器内径3.2m，高20m，内置400根Ф38×2mm换热器，惰性热载体石蜡油68吨、催化剂34.46吨。反应温度和压力会影响反应结果，随着温度与压力的升高，一氧化碳的转化率和二甲醚的产量增加，而催化剂浓度分布更不均匀。因此在保证催化剂浓度分布均匀的前提下，为获得高一氧化碳转化率和二甲醚产量，应选择较高的反应压力和温度。 采用序贯模块法对大型合成气一步法制二甲醚工业装置中合成、分离工序进行了系统模拟，提出了优化的工艺条件。建立了包含浆态床反应器、吸收塔、二甲醚精制塔和甲醇精制塔的二甲醚合成和分离工艺，通过系统模拟，获得了年产10万吨二甲醚的系统模拟数据。