二甲醚不仅是一种重要的化工原料，而且在未来能源领域，可以替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。此外，二甲醚还是制备低碳烯烃的重要原料。因此，二甲醚的未来应用前景十分广阔。 本论文对四种典型的天然气造气工艺制备的合成气，用于二甲醚合成进行了研究和对比。侧重对天然气空气法制备的合成气，用于二甲醚合成进行了研究。其主要目的是，通过以空气代替纯氧，实现廉价合成气生产，从而进一步降低二甲醚的生产成本。 在固定床反应器中，进行了二甲醚合成的研究。结果表明，CH₄-Air-H₂O-CO₂转化工艺制备的合成气，对于二甲醚合成，其天然气消耗最低。实验证明，在适当增加压力的条件下，用含氮合成气合成二甲醚，可取得较高CO单程转化率和二甲醚收率。 以含氮合成气为原料气，分别在固定床反应器，浆态床反应器以及浆态床-固定床集成反应器中，开展了二甲醚合成的研究。结果表明，在固定床反应器中，CO的转化率较高，但催化剂床层有严重的热点现象，从而使催化剂稳定性受到影响；而在浆态床反应器中，虽可以消除床层热点，但CO转化率较低；只有在浆态床-固定床集成反应器中，既可以得到较高的CO转化率，又可以消除催化剂床层的热点。 通过对催化剂失活机理的研究，发现，催化剂失活的主要原因是表面铜的烧结，使铜比表面积和分散度降低，从而导致催化剂缓慢失活。空气法制备的含氮合成气，由于氮气存在有助于将反应热移出，催化剂失活相对较慢。 在二甲醚合成反应过程中，催化剂上存在Cu⁰／Cu⁺的氧化还原循环。提出了二甲醚合成的反应机理。