一氧化碳与亚硝酸甲酯生成草酸二甲酯的羰基化反应器是合成气制乙二醇工业中的重要设备之一。论文对列管式羰基化反应器及径向流拟等温羰基化反应器进行了数值模拟与分析,开展了工艺优化研究,探讨了径向流反应器的设计方法,并给出了年产10万吨草酸二甲酯的径向流拟等温反应器的设计方案。使用COMSOL Multiphysics软件对列管式反应器进行模拟,并考察各工艺条件对反应的影响。结果表明,床层进口温度及冷却介质温度的升高有助于提升亚硝酸甲酯转化率及草酸二甲酯产率,但对热点温度有不利影响;空速的适当增加会增大床层压降、降低反应物的转化率,但能够提升总产量,同时有利于降低热点温度;小管径反应管对温度的控制能力更强,更能够保持反应的安全高效。建立冷模模型对错流流动、传热规律进行模拟研究,结果与冷模试验数据相吻合。在此基础上建立了径向流拟等温反应器二维模型,重点研究了换热管管径和布置方式对床层温度、压力分布的影响。结果表明,进口温度越高、速度越慢,进口绝热层越薄;布管区换热能力和管心距与管径之比负相关;单排换热管对间隙位置温度控制能力有限,换热管双排布置是解决床层温度不均匀的有效手段;双排布置时小管径换热管床层热点温度较低,但当管心距与管径之比较小时不同管径热点温度相差不大;冷却介质温度降低热点径向位置后移;双排换热管对床层进口温度波动有一定承受能力。基于以上规律对年产10万吨草酸二甲酯的径向流拟等温反应器提出了设计方案并进行模拟,该反应器床层压降低、催化剂时空产率高,是羰基化反应器大型化的可靠选择。