甲醇与CO2直接合成碳酸二甲酯(DMC)工艺被普遍认为是生产DMC最有前景的路线之一。该反应C02较难活化及产品收率较低成为研究过程中亟待解决的难点。本文利用该体系中反应物与产物相对挥发度的差异,提出了气相反应的背包式反应精馏强化技术,取得了良好的强化效果；重点研究了反应精馏技术的过程特性、强化机理和关键参数的影响规律。基于剩余曲线图揭示了该体系反应物与产物间相对挥发度的差异关系；通过普通精馏过程模拟验证了剩余曲线图揭示的规律,并考察了精馏分离过程与该体系反应过程的匹配程度；研究发现精馏塔上段提供的温度、压力和物质组成条件与文献普遍报道的催化剂最佳反应条件较为吻合。基于gPROMS平台建立了背包式反应精馏模型,系统地研究了总塔板数、塔压、甲醇与C02进料位置与进料比、反应物侧线采出位置与采出量、产物侧线回流位置与回流温度、塔底采出量以及回流比等关键参数对过程强化效果的影响规律。针对该体系,反应精馏技术的强化机理为通过精馏作用原位脱除产物DMC和水、富集反应物甲醇与C02、打破反应平衡的限制,使得反应正向移动。采用背包式反应精馏工艺,反应转化率能够从10%强化到99%以上。在此基础上,引入环氧乙烷水合反应作为辅助化学反应,反应循环量与塔釜能耗大幅下降。辅助化学反应强化机理为通过化学反应消耗系统中的水,使反应正向移动,反应转化率相应提高。