二甲醚与合成气反应制乙醇的热力学计算与分析

化工进展

二甲醚与合成气反应制乙醇的热力学计算与分析

薛晓军，贾广信，何俊辉，李婷

中北大学化工与环境学院，山西太原 030051

出版日期:2014-05-05 发布日期:2014-05-25

Thermodynamics of ethanol synthesis from dimethyl ether and syngas

XUE Xiaojun，JIA Guangxin，HE Junhui，LI Ting

School of Chemical Industry and Environment，North University of China，Taiyuan 030051，Shanxi，China

Online:2014-05-05 Published:2014-05-25

摘要/Abstract

摘要： 采用Benson基团贡献法估算得到二甲醚（DME）和乙酸甲酯（MA）的标准生成焓和标准生成吉布斯自由能，在298～1000K时计算了DME与合成气制乙醇（DME羰基化反应、MA加氢反应以及二者组成的总反应）过程中的反应焓变、反应熵变、反应吉布斯自由能变和化学反应的平衡常数。在此基础上，分析了反应压力、反应温度和原料比对DME转化率的影响。在413K、1×105Pa、CO∶DME=1条件下考察了不同H2浓度情况下合成乙醇反应中两个反应的协同效应。分析结果表明，在低于493K、3MPa、n(CO)∶n(DME)=1的条件下有利于合成反应的进行，由于两反应的协同效应，使MA加氢反应的平衡转化率有大幅度提高。

关键词: 二甲醚, 乙酸甲酯, 乙醇, 热力学分析, 协同效应

Abstract: Both standard formation enthalpy and standard Gibbs free energy of dimethyl ether (DME) and methyl acetate were estimated with the Benson group contribution method. Reaction enthalpy change，reaction entropy change，reaction Gibbs free energy change and equilibrium constant of reactions of ethanol synthesis (DME carbonylation，MA hydrogenation，overall reactions) were calculated and analyzed. On this basis，effects of reaction temperature，reaction pressure，raw material ratio on DME conversion were investigated. The synergistic effect between the two reactions of ethanol synthesis were investigated at different concentrations of H2 under the conditions of 413K，normal pressure，CO∶DME=1. A moderate reaction temperature (lower than 493K)，3MPa，n(CO)∶n(DME)=1 were beneficial to ethanol synthesis and the equilibrium conversion in MA hydrogenation increased greatly due to this synergistic effect.

Key words: dimethyl ether, methyl acetate, ethanol, thermodynamic analysis, synergistic effect

薛晓军，贾广信，何俊辉，李婷. 二甲醚与合成气反应制乙醇的热力学计算与分析[J]. 化工进展.

XUE Xiaojun，JIA Guangxin，HE Junhui，LI Ting. Thermodynamics of ethanol synthesis from dimethyl ether and syngas[J]. Chemical Industry and Engineering Progree.

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