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300 350 400 450 500 550
△HkJ/gmol 41 39 38 37
压力对变换反应的反应热影响较小，一般不做考虑。
二、变换反应的化学平衡
1、变换反应的平衡常数
3变换反应的平衡常数随压力的增加而减小，而且与原料气组成有
关，CO 变换反应是可逆放热反应，平衡常数随着温度的升高而降低。
2、变换率和平衡变换率
CO 的变换程度通常用变换率来表示，它定义为反应后变换了的
CO 量与反应前气体中 CO 量之比。
CO 变换率 X%=（n 0－n ）/n 0×100
co co co
式中 n 0、n 分别表示变换反应前后的 CO 摩尔数。
co co
反应达到平衡时的变换率叫做平衡变换率。
增加内容

从以上的讨论可以得出：
⑴降低反应温度，或增加蒸汽用量，可使反应向生成 H 和 CO
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的方向进行，而降低变换气中 CO 的平衡浓度，若温度高，蒸汽用量
少，可能使反应发生逆向，CO 浓度反而比原料气中 CO 增加。
⑵在变换气中 CO 浓度一定的条件下，降低反应温度是降低蒸汽
用量的必要手段。
⑶在不能降低反应温度的条件下，只求降低变换气中 CO 的浓度
将会使蒸汽用量增加，因此，工艺上必须选择合适的变换气 CO 含量。
三、变换反应的动力学
1、反应机理
研究表明，变换反应进行时，水蒸气分子首先在催化剂表面形成吸
附层，由于 CO 分子的碰撞而生成 CO ，并离开催化剂表面。
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42、扩散过程的影响
一般认为，对于变换反应，内扩散的影响不容忽视。内表面利用率
不仅与催化剂的尺寸、结构及反应活性有关，而且与操作温度及压力
等因素有关。对于同一尺寸的催化剂，在相同压力下由于温度的升高，
CO 扩散速度有所增加，但在催化剂内表面反应的速度常数增加更为
迅速，总的结果是温度升高，内表面利用率降低。在相同的温度及压
力下，小颗粒的催化剂具有较高的内表面利用率，这是因为催化剂尺
寸越小，毛细孔的长度越短，内扩散阻力越小，故内表面利用率较高。
对于同一尺寸的催化剂，在相同温度下，随着压力的提高，反应速度
增大，而 CO 有效扩散系数又显著变笑，故内表面利用率随压力的增
加而迅速下降。
第二节中变催化剂
早期的变换催化剂的研究工作在于提高活性，降低活行温度下限，
抑制生成碳黑、甲烷的副反应，也就是提高催化剂的选择性。后来在
以 Fe O 为主的体基础上，对添加 Cr、Al、Cu、Zn、CO、Ni、Mn
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和 K 的氧化物进行了大量研究工作，从而发现它们可以提高催化剂
的活性、改善催化剂耐热及抗毒性能。最后确定了以 Fe O 为主，体
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Cr O 为主要添加剂的 Fe-Cr 系催化剂，一般含 Fe O 80~90%，含
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Cr O 7~1