文献综述

1.1课题背景及意义

由天然气、渣油、和煤制取的粗原料气中，总是含有一定量的CO，例如，固体燃料气化制得的半水煤气含一氧化碳25％-40％，重油气化制得的水煤气含一氧化碳44％-49％，天然气蒸汽转化法制得的半水煤气含一氧化碳12％-14％。但因原料气的用途不同，对CO的含量要求也不同。在甲醇合成工业中，要求CO含量在19-21％，CO低温变换反应常常用于甲醇重整制氢反应中大量CO的去除。而在合成氨工业中，CO变换反应的作用主要有两点: 一是将原料气中的CO变换成CO₂，避免氨合成过程中铁催化剂中毒; 二是CO与原料气中多余的水蒸气反应可生成等体积的H₂，从而增加合成氨产量。因此，一氧化碳变换既是原料气的净化过程，又是原料气制造的继续。

众所周知，CO变换反应是放热反应，反应温度越低越利于反应进行，也利于节气、节能和提高设备能力。因此，降低催化剂的活性温度并设计出适宜的反应器，是取得先进工艺的关键，并且能够取得明显的经济效益。

1.2 基本内容与原理

一氧化碳变换是在催化剂的作用下，且在一定的温度(高于催化剂的起始活性温度)条件下，CO和水蒸汽发生反应，将CO转化为氢气和二氧化碳。其化学反应式为：

CO H2O=CO2 H2 Q △HΘ298=-41.4KJ/mol

通过上述反应，既能把CO变成易于脱出的CO₂，又可以制得与反应CO等摩尔的氢气，而消耗的仅是廉价的蒸汽，使工艺气体变换得到希望的气体组成。

其他副反应：

（1）甲烷化反应：