文春梅

    (湖南安淳高新技术有限公司 湖南长沙 410205)

    一氧化碳变换工艺及催化剂分析

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    CO与水蒸气在催化剂上进行变换反应，是合成氨、甲醇、制氢和城市煤气等工业生产过程中的重要环节。概述了影响变换反应的因素，简要介绍了几种典型的变换催化剂及变换工艺的特点。

    一氧化碳变换;变换催化剂;变换工艺

    一氧化碳(CO)变换反应是CO与水蒸气作用生成二氧化碳和氢气的可逆放热反应过程，反应后湿基气体体积不变，干基气体体积增大，反应速率较慢，在催化剂的作用下有较快的反应速率。变换是煤化工装置的重要工序，广泛应用于合成氨、甲醇、制氢和城市煤气等工业生产中。在化肥行业中，以煤为原料生产的主要化工产品有甲醇和液氨，其变换工艺的区别在于对变换后变换气中的CO含量要求不同，生产甲醇时要求变换气中CO含量高，而生产合成氨时要求变换气中CO体积分数在3%以下[1]。对影响变换反应的因素进行分析，不断优化变换工艺条件，是实现高产、低耗的重要手段。

    1 影响变换反应的因素

    1.1 压力

    CO变换反应前后的气体总体积不变，即为等体积反应。在压力较低的操作条件下，压力对变换率无显著的影响，但反应速率随操作压力的增加而增大。

    1.2 温度

    CO变换是可逆放热反应，对一定的初始原料气组成，温度降低，CO变换率升高，变换后气体中CO的平衡浓度降低。因此，低温工况有利于变换反应的进行，但高温条件可加快反应速率。

    1.3 催化剂

    目前，变换催化剂按成分可分为铜锌系低温变换催化剂、铁铬系高温变换催化剂及钴钼系宽温耐硫变换催化剂三大类[2]。

    1.3.1 铜锌系低温变换催化剂

    铜锌系低温变换催化剂的活性温度范围为200～250 ℃，主要成分为氧化铜，活性组分是铜结晶-铜微晶 ......