文 献 综 述

1.1 概述

一氧化碳的变换^[1]是指煤气借助于催化剂的作用，在一定温度下，与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。通过此反应可以制得更多的H₂，同时降低CO含量。

一氧化碳变换反应的机理^[2]是：水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附，随后分解成氢与吸附态氧，并在催化剂表面生成氧原子吸附层。当一氧化碳撞击到氧原子吸附层时，即被氧化为二氧化碳，并离开催化剂表面，所生成的氢也进入气相。然后催化剂再次与水蒸气分子作用，形成连续。反应方程式为：

CO H₂O → CO₂ H₂ ΔH₂₉₈ = -41.19 kJ/mol

1.2 一氧化碳变换工艺

变换工艺不仅与变换催化剂的性能密切相关，而且与合成氨企业采用的制气原料、制气工艺、后续净化工艺等密不可分。针对同一种原料，由于各企业现有公用工程情况的不同，采用具体的变换流程也不同^[3]。国内中小型合成氨厂大都采用以煤为原料、间歇制气的生产工艺，与之配套的后续净化工艺主要有铜洗流程和甲烷化两种流程。采用铜洗净化流程的合成氨厂的变换工艺主要有中变工艺、中串低工艺、全低变工艺和中低低工艺等。

1.2.1 使用Fe-Cr中变催化剂的中变工艺

压缩来的半水煤气经饱和塔与循环热水逆流接触增湿、提温后，入蒸汽混合器补充蒸汽至变换炉入口要求的水汽比，再经热交换器与变换气换热提温至变换炉入口要求的温度后进入变换炉；变换炉出口变换气经热交换器加热入口半水煤气、水加热器加热热水而降温，再入热水塔回收热量后离开变换工序。

中变工艺的工艺指标为：入炉半水煤气温度320℃左右，热点温度460℃左右，出炉变换气温度380℃左右，出口变换气中CO含量lt;3.8%，入炉水汽比0.7左右，吨氨蒸汽消耗在800～1000kg。