中温变换
CO变换操作知识问答
CO变换操作知识问答1. 简述变换反应的原理和目的。
答：所谓变换，是指合成气中CO和蒸汽在一定的温度、压力及催化剂作用下，进行化学反应生成H2 的过程。
化学方程式：CO＋H2O＝CO2＋H2 + Q目的：一是尽可能将CO转化成氢气，二是将水煤气中难以去除的有机硫化物转化为易于脱除的无机硫化物H2S。
2. 变换器入口分液罐的作用。
答：（1）脱除一部分冷凝水。
（2）脱除一部分粉尘粉尘、炭黑等固体杂质，吸附As、Cl－等。
（3）带走一部分铵盐。
3.预变反应器的主要作用答：（1）反应器内装填有保护剂，保护剂主要是废催化剂或者低温催化剂，主要用于阻挡和过滤煤粉尘、炭黑等固体杂质，吸附As、Cl－等对催化剂有毒害作用的组分，以保护耐硫变换催化剂的活性，避免中毒和延长催化剂的寿命。
（2）有一定的变换能力，变换一部分二氧化碳，减低后部反应符合。
（3）为中变提供一部分的反应热量。
4.为什么要设置两段中温变换和一段低温变换。
答：主要是解决速率和速度的问题，在较高的温度下以很快的速度将大部分CO变换成CO2，在较低的温度下尽可能将CO转化成氢气。
如果只用中变，中变的催化剂装填量很大，消耗的水蒸气也多，采用低变，催化剂总装填量下降，消耗水蒸汽量下降，热回收效率高，有效能损失少，热交换设备换热面积可减少1/2左右，可以节省投资，得到较好的经济效益。
5.为什么变换要选择耐硫催化剂。
答：因为汽化炉出来合成气H2S含量有0.15%。
如果变换之前采用氧化锌脱硫，所需要的氧化锌装填量太大，运行成本高，经济效益差。
选择耐硫催化剂有利于流程的设置，克服冷热病，有利于热量的平衡，提高热效率。
6. 变换入口气体为什么要有一定量的硫化氢。
答：变换催化剂在硫化态才具有比较高的活性，硫化反应是可逆的反应。
如果气体中的硫化氢浓度较低，催化剂会出现反硫化，使催化剂被还原，催化剂的活性大幅度下降。
所以要求工艺气硫含量大于0.01%。
7. 耐硫催化剂的种类和特点。
中温变换炉的选材及制造
为氢腐 蚀 环境 ， 介 质 中 含 有 Ｈ Ｓ， 所 以 本 台设 备 同 时 存在 高 温硫 腐蚀 ， 又 考 虑 此 因 素 对 钢 材 高 温 性 能 的
影 响 。对 硫 化 物 应 力 腐 蚀 破 裂 ， 不 仅 要 考 虑 氢 脆 机
本 设备 设计 温 度 大 于 ２ ０ ０ ℃ 且 与 氢 气 氛 相 接 触
该 设备 为我 公司设 计 承接 的年产 ３ Ｏ万 ｔ合 成 氨 装 置 的关 键 设 备 ， 来 自变换 气 蒸 汽 发 生 器 约 ３ ６ ０ ℃ 的变 换气 进 入 中温 变换 炉 ， 在 催 化 剂 的 作 用 下 发 生 变换 反应 ， 将 变换 气 中 Ｃ Ｏ 含量 降 至 ３ 左 右 。其 工 作 氛 围在 临 氢 、 高温 状 态 下 工作 ， 极 易 引起 氢 损 伤 、
８ ０
内 蒙古 石 油化 工
２ ０ １ ３ 年第 １ １ 期
中温变换炉的选材及制造
王 志 刚
（ 南 京 国 昌 化 Ｉ Ｔ程 设 计 有 限公 司 ， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ６ １ ）
摘 要 ： 临氢 、 硫化氢、 高 温 下 材 料 的腐 蚀 机 理 ， 中温变换 炉的材料 选取 ， 材 料 的检 验 要 求 ， 设 备 制 造
风 电机 组 轮 毂 高 度 经 济 比 较 本 项 目 拟 采 用 的 ｗ ＴＧＳ１ ５ ｏ ０ Ａ 机 型 的 轮 毂 高 度 有 ６ ５ ｍ 和 ７ ０ ｍ， 采 用 风场 区域 实 际 空气 密度 （ ｐ 一１ ． ０ ５ ３ ｋ ｇ ／ ｍ。 ） 对 其 分 别 计 算发 电 量 ， 计 算 结 果 见 表 ３， 表 ４， 综 合 比较 见 表 ５ 。 ４ 结 论 通 过 比较 发 现 ， ７ ０ ｍ 轮 毂 高度 风 电机组 ｈ／ ４ ￣； ７ ０ ｍ 轮 毂 高 度 塔 架 的费 用较 ６ ５ ｍ 的高 ８ ０ ７万 元 ， 塔 架 的 安 装 费 用 较 ６ ５ ｍ 的高 １ ６ １万 元 ； ７ ０ ｍ 轮 毂高 度 ２ Ｏ年 电 价 收 益 比６ ５ ｍ 的高 ２ ３ ２ ３万 元 ， ７ ０ ｍ 轮毂 高度 总收 益 比 ６ ５ ｍ 轮毂 高度高 １ ３ ５ ４万 元 。 从 经 济 角 度 分 析 ， ７ ０ ｍ 高 塔 ３ ． ２
绝热多段式中温变换节能方案
度 ，间接 提高 了 出变 换 系 统 变换 气 温 度 和湿 度 ，
能耗 增加 ；另 一方 面 由于直接 向 中变 二段 添加 冷
收 稿 日期 ：２ １ ４０ ０ １０ — ２
作者 简 介 ：安 长 征 （９ ０ ） １ ７ 一 ，男 ， 山东 聊 城 人 ，曾 为 合 成 氨 、尿 素 车 间操 作 工 、技 术 员 。
Ｅｎ ｒ ｙ－ａ ｉ ｇ Ｐｒ ｇ ａ ｓ ｆ ｒＡｄｉ ｂ ｔｃ Ｍ ｕ ｔ－ ｔ ｇ ｉ ｄ ｅ Ｔｅ ｐｅ ａ ｕ ｅＳ ｆ ｅ ｇ ・ ｖｎ ｏ ｒ ｍ ｏ Ｓ ａ ａ ｉ ｌｉＳ ａ ｅ Ｍ ｄ ｌ ｍ ＿ ｒ ｔ ｒ ｈｉｔ
Ａ ｜ Ｃｈ ｇ— ｈｅ ｇ． ＧＡ Ｏ — ｏ Ｎ ａｎ ｚ ｎ Ｙｕ ｇｕ
绝 热 变 换 炉 内 的 温 度 随 反 应 的 进 行 而 逐 步 升 高 。 随 着 变 换 炉 内 温 度 的 升 高 ， 当 反 应 温 度 超 过
最 佳温 度线 以后 ，就离 变换 反应平 衡 曲线越来 越 近 ，反 应速 率 明显 下 降 ，过 高 的温度还 会使 变换
催 化剂 的活 性寿命 缩 短 。在 实 际生产 中我们 通常
（ Ｔｈｅ Ｆｉｓ ｒ ｉｉｅ ａ ｆ Ｉｕｘ ｅ ｃ ｌＧｒ ｐ Ｃｏ． Ｌｔ ，Ｌｉ ｏ ｈｅ ｒ ｔＦｅ ｔｌｚ ｒＰｌｎｔｏ ｉＣｈ ｍｉａ ｏｕ ， ｄ． ａ ｃ ｎｇ Ｓｈａ ｎｄｏ ｇ ２ ０ ０， ｉ ） ｎ ５２ ０ Ｃｈ ｎａ Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｎ ｌ ｅ ｄ ａ ｓ ｒ ｃ ： ａ ｙｚ ｒ ｗｂａ ｋｓ ｆ ｍｉ ｌ ｔ ｍｐｅ ａ ｕｒ ｓ ｆ ｐ ｏｃ ｓ ｎｄ ｒ ｏ ｅ ｉ ｃ ｏ ｄｄ ｅ ｅ ｒ ｔ ｅ ｈｉｔ ｒ ｅ ｓ ａ ｐ ｏｐ ｓ ｍｐｒ ｖ ｍｅ ｓ ｏｆ ｏ ｅ ｎｔ
CO中低温变换实验
一氧化碳转化反应实验一、实验目的CO 在铁系催化剂作用下，生成H 2和CO 2反应是石油化工与合成氨生产中的重要过程。
本实验是采用CO 在一定流速下通过特制的带水鼓泡器，并使系统内含一定量的水蒸气通过微型固定床而达到转化。
反应器是采用积分反应器形式，通过实验可达到以下目的：1、了解气固相催化反应装置的结构与操作方法2、掌握用积分反应器求取反应条件与转化率的关系3、学会求反应速率常熟的方法二、实验原理一氧化碳变换的反应为：Q H CO O H CO ++→+222反应必须在催化剂存在的条件下进行。
中温变换采取铁基催化剂反应温度为350~450℃，低温变换采用铜基催化剂，反应温度为220~320℃。
设反应前气体混合物各组分干基摩尔分数分别为y 0CO,d 、y 0CO2,d 、y 0H2,d 、y 0N2,d ；初始汽气比为R 0;反应后气体混合物中各组分干基摩尔分数为y CO,d 、y CO2,d 、y H2,d 、y N2,d ，一氧化碳的变换率为：)1(,2,0,20,2d co d co dco d CO y y y y x --= （1）根据研究，铁基催化剂上一氧化碳中温变换反应本征动力学方程可表示为： )()1(112225.02121i T OH co p H co co co T CO CO p f k p p k p p p p k dW dN dW dN r =-==-=- mol/(g ・h) （2） 铜基催化剂上一氧化碳低温变换反应本征动力学方程可表示为：)218.2100604.1106218.0ln 3026.21102.02185326.2exp(273-⨯-⨯+-=--T T T T k p （3） 在恒温下，由积分反应器的实验数据，可按下式计算反应速率常数k Ti :⎰=ai i i ai coi Ti p f d W y V k 00,0)(4.22 （4） 采用图解法或编程计算，可由式（4）得出某一温度下的反应速率常数。
一氧化碳中低温变换
(2)
铜基催化剂上一氧化碳低温变换反应本征动力学方程可表示为
r2 PCO2 PH 2 dN CO dN CO2 0.2 0.5 0.2 k T2 p CO p H p CO pH2 1 2O 2 dW dW K p PCO PH 2O k T f 2 ( p i ), 2
mol /( g h)
(3)
2185 0.1102 K P exp 2.3026 ln T 0.6218 10 3 T 1.0604 10 7 T 2 2.218 T 2 . 3026
(4)
在恒温下，由积分反应器的实验数据，可按下式计算反应速率常数 kTi；
(1)
根据研究，铁基催化剂上一氧化碳中温变换反应本征动力学方程可表示为
r1 p CO2 p H 2 dN CO dN CO2 0 .5 kT1 pCO p CO 1 2 dW dW K p p CO p H 2O k T f 1 ( pi ), 1 mol /( g h)
k Ti
0 V0, i y CO
∫ 22.4W
0
i出
d i f i ( pi )
(5) 4
采用图解法或编制程序计算，就可由式（5）得某一温度下的反应速率常数值。测得多 个温度的反应速率常数值， 根据阿累尼乌斯方程
kT k 0 e
E RT
即可求得指前因子 k0 和活化能 E。
由于中变以后引出部分气体分析，故低变气体的流量需重新计量，低变气体的入口组成 需由中变气体经物料衡算得到，即等于中变气体的出口组成：
100122?coohohyyy??6??1011???cocoyy7100122?cocoocyyy??8100122?cohhyyy??9分分vvvvv012??10????10012111?coohddyyvrvv????分分分11转子流量计计量的v分d需进行分子量换算从而需求出中变出口各组分干基分率y1id
一氧化碳变换反应工艺流程
一氧化碳变换反响工艺流程一氧化碳变换流程有很多种，包含常压、加压变换工艺，两段中温变换（亦称高变）、三段中温变换（高变）、高 -低变串连变换工艺等等。
一氧化碳变换工艺流程的设计和选择，第一应依照原料气中的一氧化碳含量高低来加以确立。
一氧化碳含量很高，宜采纳中温变换工艺，这是因为中变催化剂操作温度范围较宽，使用寿命长并且价廉易得。
当一氧化碳含量大于 15%时，应试虑将变换炉分为二段或多段，以使操作温度靠近最正确温度。
其次是依照进入变换系统的原料气温度和湿度，考虑气体的预热和增湿，合理利用余热。
最后还要将一氧化碳变换和剩余一氧化碳的脱除方法联合考虑，若后工序要求剩余一氧化碳含量低，则需采纳中变串低变的工艺。
一、高变串低变工艺当以天然气或石脑油为原料制造合成气时，水煤气中CO含量仅为 10%～13%（体积分数），只要采纳一段高变和一段低变的串连流程，就能将 CO含量降低至0.3%，图 2-1是该流程表示图。
图 2-1一氧化碳高变 -低变工艺流程图1-废热锅炉2-高变炉3-高变废热锅炉4-预热器5-低变炉6-饱和器7-贫液再沸器来自天然气蒸气转变工序含有一氧化碳约为13%~15%的原料气经废热锅炉1降温至 370℃左右进入高变炉 2，经高变炉变换后的气体中一氧化碳含量可降至3%左右，温度为 420~440℃，高变气进入高变废热锅炉3及甲烷化进气预热器 4 回收热量后进入低变炉 5。
低变炉绝热温升为 15~20℃，此时出低变炉的低变气中一氧化碳含量在 0.3%~0.5%。
为了提升传热成效，在饱和器6中喷入少许软水，使低变气达到饱和状态，提升在贫液再沸器7中的传热系数。
二、多段中变工艺以煤为原料的中小型合成氨厂制得的半水煤气中含有许多的一氧化碳气体，需采纳多段中变流程。
并且因为来自脱硫系统的半水煤气温度较低，水蒸气含量较少。
气体在进入中变炉以前设有原料气预热及增湿装置。
此外，因为中温变换的反响放热多，应充足考虑反响热的转移和余热回收利用等问题。
合成氨变换工段流程图年产8万吨小合成氨厂中温变换工段工艺设计
合成氨变换工段流程图年产8万吨小合成氨厂中温变换工段工艺设计导读：就爱阅读网友为您分享以下“年产8万吨小合成氨厂中温变换工段工艺设计”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持!2008届化学与材料工程系《化工工艺设计任务书》变换工艺设计说明书设计题目年产8万吨小合成氨厂中温变换工段工艺设计课题来源年产8万吨小型合成氨厂变换工段变换工段化学工艺设计标准变换工段在合成氨生产起的作用既是气体净化工序，又是原料气的再制造工序，经过变换工段后的气体中的CO含量大幅度下降，符合进入甲烷化或者铜洗工段气质要求。
要求：1. 绘制带控制点的工艺流程图2. 系统物料、能量衡算3. 系统主要设备能力及触媒装填量核算4. 该工段设备多，工艺计算复杂，分变换炉能力及触媒装填量核算、系统热量核算和系统水循环设备及能力核算。
变换工段化学工艺设计主要技术资料1. 变换技术方案CO2变换反应是放热反应，从化学平衡来看，降低反应温度，增加水蒸汽用量，有利于上述可逆反应向生成CO2和H2的方向移动，提高平衡变换率。
但是水蒸气增加到一定值后，变换率增加幅度会变小。
温度对变换反应的速度影响较大，而且对正逆反应速度的影响不一样。
温度升高，放热反应即上述反应速度增加得慢，逆反应（吸热反应）速度增加得快。
因此，当变化反应开始时，反应物浓度大，提高温度，可加快变换反应，在反应的后一阶段，二氧化碳和氢的浓度增加，逆反应速度加快，因此，需降低反应温度，使逆反应速度减慢，这样可得到较高的变化率。
但降温必须与反应速度和催化剂的性能一并考虑，反应温度必须在催化剂的使用范围内选择。
在本设计中我们选择三段中温变化工艺流程。
2. 工艺流程含32.5% CO、温度为40℃的半水煤气，加压到2.0Mpa，经热水洗涤塔除去气体中的油污、杂质，进入饱和塔下部与上部喷淋下来的120～140℃的热水逆流接触，气体被加热而又同时增湿。
然后在混合器中与一定比例的300～350℃过热蒸汽混合，25%～30%的气体不经热交换器，作为冷激气体。
一氧化碳变换的主要设备及操作控制
一氧化碳变换的主要设备及操作控制1.一氧化碳变换的主要设备1.1 变换炉变换炉随工艺流程不同而异，但都应满足以下要求：变换炉的处理气量尽可能大；气流阻力小；气流在炉内分布均匀；热损失小，温度易控制；结构简单，便于制造和维修，并能实现最适宜温度的分布。
变换炉主要有绝热型和冷管型，最广泛的是绝热型。
现介绍生产中常用的两种不同结构的绝热型变换炉。
（1）中间间接冷却式变换炉中间间接冷却式变换炉结构的外壳是由钢板制成的圆筒体，内壁砌有耐混凝土衬里，再砌一层硅薄土砖和一层轻质黏土砖，以降低炉壁温度和防止热损失。
内用钢板隔成上、下两段，每层催化剂靠支架支撑，支架上铺篦子板，钢丝网及耐火球，上部再装一层耐火球。
为了测量炉内各处温度，炉壁多处装有热电偶，炉体上还配置了入孔与装卸催化剂口。
（2）轴径向变换炉半水煤气和蒸汽由进气口进入，经过分布器后，70%的气体从壳体外集气器进入，径向通过催化剂，30%气体从底部轴向进入催化剂层，两股气体反应后一起进入中心内集气器而出反应器，底部用Al2 O3 球并用钢丝网固定。
外集气器上开孔面积为0.5%，气流速率为6. 7m/s，中心内集气器开孔面积为1.5%, 气流速率为22m/ s，大大高于传统轴向线速0. 5m/s。
因此，要求使用强度较高的小颗粒催化剂。
轴径向变换炉的优点是催化剂床层阻力小，催化剂不易烧结失活，是目前广泛推广的一项新技术。
1.2 饱和热水塔饱和塔的作用是提高原料气的温度，增加其水蒸气含量，以节省补充蒸汽量。
热水塔的作用主要是回收变换气中的蒸汽和湿热，提高热水温度，以供饱和塔使用。
工业上将饱和塔和热水塔组成一套装置的目的是使上塔底部的热水可自动流入下塔，省去一台热水泵。
目前饱和塔用新型垂直筛板塔，可提高传质效率20%左右，气体处理量可提高50%以上，具有低压降，抗结垢抗堵塞能力强的特点。
2. 操作控制要点2.1 变换炉的操作（1）催化剂的填装、升温与还原催化剂装填的好与坏，对于降低床层阻力、提高变换率、延长催化剂使用寿命有直接影响。
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中温变换炉的设计摘要氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。
合成氨的生产主要分为：原料气的制取；原料气的净化与合成。
粗原料气中常含有大量的C，由于CO是合成氨催化剂的毒物，所以必须进行净化处理，通常，先经过CO变换反应，使其转化为易于清除的CO2和氨合成所需要的H2。
因此，CO变换既是原料气的净化过程，又是原料气造气的继续。
最后，少量的CO用液氨洗涤法，或是低温变换串联甲烷化法加以脱除。
变换工段是指CO与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。
在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。
关键词：一氧化碳变换反应催化剂Design of the Shift Convertor in MesotemperatureAbstract Ammonia is an important chemical products，mainly used for the production of chemical fertilizers. Ammonia production after years of development，has become a mature chemical production process. Ammonia production can bedivided into：the gas production of raw materials，raw materials and synthetic gas purification. Crude materials often contain large quantities of gas C，due to ammonia CO is the catalyst poison，so the need for purification，usually，the first reaction after CO transform it into easy to remove the CO2and ammonia synthesis required by the H2. Therefore，CO transformation is not only feed gas purification process，but also a feed gas to the gas. Finally，the CO with a small amount of liquid ammonia washing，or low-temperature method to transform series methanation removal.Section transform CO is the reaction of carbon dioxide and water vapor and hydrogen process. Ammonia in the process plays a very important role.Key words carbon monoxide shift reacction activator目录引言 (1)第一章一氧化碳变换 (1)1.1工艺原理 (1)1.1.1变换反应的特点 (1)1.1.2变换反应的化学平衡 (1)1.2工艺条件 (2)1.2.1压力 (2)1.2.2温度 (2)1.2.3汽气比 (2)1.3中温变换催化剂的组成和性能 (2)第二章物料与热量衡算 (3)2.1中温变换炉的基本计算 (3)2.1.1水气比的确定： (3)2.1.2中变炉CO的实际变换率的求取 (3)2.1.3中变炉催化剂平衡曲线 (4)2.1.4最佳温度曲线的计算 (5)2.2中变炉一段催化床层的物料衡算与热量衡算 (6)2.2.1物料衡算 (6)2.2.2中变炉一段催化床层的热量衡算 (7)2.2.3中间冷凝过程的物料和热量计算 (9)2.3中变炉二段催化床层的物料与热量衡算 (10)2.3.1物料衡算 (10)2.3.2中变炉二段催化床层的热量衡算 (11)2.3.3中间冷凝过程的物料和热量计算 (11)2.4中变炉三段催化床层的物料与热量衡算 (12)2.4.1物料衡算 (12)2.4.2中变炉三段催化床层的热量衡算 (13)2.5中温变换炉物料与热量平衡表 (14)2.5.1中温变换炉物料平衡表 (14)2.5.2中温变换炉热量平衡表 (14)第三章设备的计算 (14)3.1触媒的计算 (14)3.1.1第一段床层触媒用量 (15)3.1.2第二段床层触媒用量 (15)3.1.3第三段床层触媒用量 (16)3.1.4触媒直径的计算 (17)3.1.5中变炉第一段催化床层的阻力降 (17)3.1.6中变炉第二段催化床层的阻力降 (17)3.1.7中变炉第三段催化床层的阻力降 (18)3.2中变炉进出口直径的计算 (18)3.2.1中变炉进口直径计算 (18)3.2.2中变炉出口直径的计算 (19)3.2.3中间冷凝水进口直径 (19)结论 (20)致谢 (20)参考文献 (21)引 言氨是一种重要的化工产品，主要用于化学肥料的生产。
合成氨生产经过多年的发展，现已发展成为一种成熟的化工生产工艺。
合成氨的生产主要分为：原料气的制取；原料气的净化与合成。
粗原料气中常含有大量的C ，由于CO 是合成氨催化剂的毒物，所以必须进行净化处理，通常，先经过CO 变换反应，使其转化为易于清除的CO 2和氨合成所需要的H 2。
因此，CO 变换既是原料气的净化过程，又是原料气造气的继续。
最后，少量的CO 用液氨洗涤法，或是低温变换串联甲烷化法加以脱除。
变换工段是指CO 与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的过程。
在合成氨工艺流程中起着非常重要的作用。
目前，变换工段主要采用中变串低变的工艺流程，这是从80年代中期发展起来的。
所谓中变串低变流程，就是在B107等Fe-Cr 系催化剂之后串入Co-Mo 系宽温变换催化剂。
在中变串低变流程中，由于宽变催化剂的串入，操作条件发生了较大的变化。
一方面入炉的蒸汽比有了较大幅度的降低；另一方面变换气中的CO 含量也大幅度降低。
由于中变后串了宽变催化剂，使操作系统的操作弹性大大增加，使变换系统便于操作，也大幅度降低了能耗。
本文通过对中温变换炉的工艺原理，工艺条件，流程，国内中温变换炉的技术研究的简单介绍，简单了解。
收集有关数据，进行计算，设计设备，绘制图纸。
第一章 一氧化碳变换1.1工艺原理1.1.1变换反应的特点 一氧化碳变换反应式为：CO+H 2O=CO 2+H 2+Q (1-1)CO+H 2 = C+H 2O （1-2）其中反应（1）是主反应，反应（2）是副反应，为了控制反应向生成目的产物的方向进行，工业上采用对式反应（1—1）具有良好选择性催化剂，进而抑制其它副反应的发一氧化碳与水蒸气的反应是一个可逆的放热反应，并且反应速率比较慢，只有在催化剂的作用下才具有较快的反应速率[1]。
变换过程中还包括下列反应式：H 2+O 2=H 2O+Q （1-3）1.1.2变换反应的化学平衡在一定条件下，当变换反应达到平衡状态时，其平衡常数为：222/p C O H C O H O K P P P P =⨯⨯（1-4）2C O P ， 2H P ，C O P ，2H OP -----分别为各组分的平衡分压，Pa变换反应的平衡常数随温度的升高而降低，因而降低温度由利于变换反应向右进行，使变换气中残余的CO 的含量降低[2]。
变换反应的进行程度常用变换率表示，其定义是变换反应已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比。
表达式如下：X=y a -y’a /y a (1+y’a ) （1-5） 式中 y a y’a -------分别为原料气和变换气中CO 的摩尔分数1.2工艺条件1.2.1压力压力对变换反应的平衡几乎没有影响。
单就平衡而言，加压并无好处。
但从动力学角度，加压可提高反应速率。
从能量消耗上看，加压也是有利。
由于干原料气摩尔数小于干变换气的摩尔数，所以，先压缩原料气后再进行变换的能耗，比常压变换再进行压缩的能耗底[3]。
具体操作压力的数值，应根据中小型氨厂的特点，特别是工艺蒸汽的压力及压缩机投各段压力的合理配置而定。
本设计的原料气由块煤转化而来，故压力可取2.16MPa.1.2.2温度变化反应是可逆放热反应。
从反应动力学的角度来看，温度升高，反应速率常数增大对反应速率有利，但平衡常数随温度的升高而变小，即CO 平衡含量增大，反应推动力变小，对反应速率不利，可见温度对两者的影响是相反的[4]。
因而存在着最佳反应温对一定催化剂及气相组成，从动力学角度推导的计算式Tm=1212ln 1E E E E RT T e e -+（1-6）式中Tm 、Te —分别为最佳反应温度及平衡温度，最佳反应温度随系统组成和催化剂的不同而变化。
1.2.3汽气比水蒸汽比例一般指H 2O/CO 比值或水蒸汽/干原料气.改变水蒸汽比例是工业变换反应中最主要的调节手段。
增加水蒸汽用量，提高了CO 的平衡变换率，从而有利于降低CO 残余含量，加速变换反应的进行[5]。
由于过量水蒸汽的存在，保证催化剂中活性组分Fe 3O 4的稳定而不被还原，并使析炭及生成甲烷等副反应不易发生。
但是，水蒸气用量是变换过程中最主要消耗指标，尽量减少其用量对过程的经济性具有重要的意义，蒸汽比例如果过高，将造成催化剂床层阻力增加；CO 停留时间缩短，余热回收设备附和加重等，所以，中（高）变换时适宜的水蒸气比例一般为：H 2O/CO=3-5，经反应后，中变气中H 2O/CO 可达15以上，不必再添加蒸汽即可满足低温变换的要求1.3中温变换催化剂的组成和性能中温变换催化剂含Fe 2O 380﹪－90﹪，Cr 2O 37﹪-11﹪，并有少量K 2O ，MgO 和Al 2O 3等成分[6]。
活性分子是Fe 2O 3，使用前需将Fe 2O 3还原为Fe 3O 4。
Cr 2O 3为促化剂，可与Fe 3O 4形成固溶体，高度分散于活性组分Fe 3O 4晶粒之间，使催化剂具有更细的微孔结构和更大的比表面积，从而提高催化剂的活性和耐热性，延长使用寿命[7]。
第二章物料与热量衡算2.1中温变换炉的基本计算表2.1 已知条件Table2.1 Known conditions组分CO2CO H2N2合计含量％10 30 40 20 100 计算基准：1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量：（1000/17）×22.4/（2×20）=3294.12m3(标)年产3万吨合成氨生产能力（一年连续生产330天）：日生产量：30000/330=90.9t/d=3.79t/h要求出中变炉的变换气干组分中CO％小于3.5％。