变换：CO变换反应方程式分析

                      

1、是放热反应降低温度有利于反应向正方向进行，但太低的温度又不利于催化剂活性的发挥和反应速度的提高，因此必须选择合适的温度来保证反应的正常进行。刘易斯-兰德乐反应热公式为：ΔH=9570+1.81T－4.45×10^-3T²+13.6×10^-6T³ΔH—反应热，cal/mol；T—绝对温度，K。表 1  变换反应的反应热温度℃25200250300350400500550K298473523573623673773823反应热Qcal/mol93899570947493759263915389098190从表1中可以看出，反应热随温度升高而降低，也就是反应温度越高，反应放出的热越少，因此，很好地控制反应温度，利用反应热来维持反应系统平衡具有很重要的意义。在工业生产中，一旦升温硫化结束，转入正常生产后，即可利用其反应热维持生产过程的连续进行。2、是可逆反应一氧化碳与水蒸气的变换反应在开始时，由于一氧化碳及水蒸气浓度大，正反应速度最大，随着反应的进行，一氧化碳及水蒸气浓度逐渐减少，正反应速度也逐渐减少，同时在生成二氧化碳和氢的一瞬间，逆反应也就开始了，起始逆反应速度很慢，随着反应的进行，生成物的CO和H₂浓度逐渐增加。经过一段时间后，正反应速度和逆反应速度相等，反应处于平衡状态，这时称之为化学平衡。在一定反应条件下，达到平衡状态的反应混合物浓度是不变的。如果反应达到平衡状态以后反应条件有了改变，反应混合物的组成也就随着改变，而达到新的平衡，这叫做化学平衡移动。因此在工业生产中，我们要尽可能地创造条件使反应向着有利于生成H₂和CO₂的方向进行。3、是在使用催化剂的情况下进行的反应反应温度应维持在所用催化剂的活性温度范围以内，以利于有效地使用催化剂，确保生产中工艺指标的严格执行。4、是体积不变的反应，从理论上讲，改变压力对反应的平衡没有影响，但提高压力，可加快反应速度，使设备体积减小，提高生产能力。因此工业上多采用加压变换。5、反应的程度通过变换率来表示定义为已变换的一氧化碳量与变换前的一氧化碳量的百分比率，若反应前气体中有a摩尔一氧化碳，变换后气体中剩下b摩尔一氧化碳，则变换率为：                              实际生产中，变换气中除含有一氧化碳外，尚有氢、二氧化碳、氮等组分，其变换率可根据反应前后的气体成分进行计算。由变换反应式（1）可知，每变换掉一体积的一氧化碳，就生成一体积的二氧化碳和一体积的氢，因此，变换气的体积（干基）等于变换前气体的体积加上被变换掉的一氧化碳的体积。设变换前原料气的体积（干基）为1，并分别以V_CO，V_CO′表示变换前后气体中一氧化碳的体积百分数（干基）则变换气的体积为（1+ V_CO×E），变换气中的一氧化碳的含量为： 

经整理，可得 

式中：E—变换率V_CO—煤气中CO体积百分数V_CO′—变换气中CO的体积百分数