30万吨甲醇合成二甲醚过程模拟研究(4)
1.2 Aspen plus简介
Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”（Advanced System for Process Engineering，简称Aspen），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。
该软件经过近20年来不断地改进、扩充和提高,已先后推出了十个版本,成为举世公认的标准大型流程模拟软件。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。
以Aspen Plus严格机理模型为基础,还逐步发展起来了针对不同用途、不同层次的Aspen工程套件产品系列。Aspen Plus是工程套件的核心,可广泛地应用于新工艺开发、装置设计优化，以及脱瓶颈分析与改造。此稳态模拟工具具有丰富的物性数据库，可以处理非理想、极性高的复杂物系；并独具联立方程法和序贯模块法相结合的解算方法，以及一系列拓展的单元模型库。此外还具有灵敏度分析、自动排序、多种收敛方法，以及报告等功能。
使用Aspen plus软件不仅可以严格的进行工艺过程中能量，质量的衡算而且能够减少装置的设计时间并进行多种方案的设计比较，预测操作条件，设备尺寸，物流的流率，组成及性质。本文就将采用此软件进行过程的模拟，通过使用Aspen plus的各项功能操作条件进行了优化，从而实现甲醇最大转化率及找到最佳工艺条件参数,为工业化生产提供理论依据。
2.二甲醚的生产方法
工业上二甲醚的主要生产方法有合成气一步法和甲醇转化法两种。其中甲醇转化法又分为甲醇气相催化脱水法和液相催化脱水法。目前合成气一步法还不成熟，处于探索阶段，无可靠的文献报道。而国内外生产二甲醚使用最多方法为甲醇气相催化脱水法，该方法因其设备投资低，产品调整灵活，工艺简单，技术成熟可靠而被很多工厂广泛的应用。
2.1 合成气一步法
合成气一步法是通过使用合成气，在一定温度，压力和催化剂作用下，由合成气一步合成二甲醚。该法以合成气（CO+H2）为原料，其中包括两步反应：合成甲醇反应和甲醇脱水。该两步反应在一个反应器中完成，同时CO也发生变换反应。其反应式如下：
2CO+ 4H2 == 2CH3OH （2.1）
CO + H2O == CO2 + H2 （2.2）
2CH3OH == CH3OCH3 + H2O （2.3）
总反应：
3CO + 3H2 == H3COCH3 + CO2 （2.4）