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一氧化碳和水蒸汽的变换反应是工业上制取氨合成气、氢气和羰基合成气的重要过程。催化剂是变换反应的关键技术,其发展经历了铁系、铜系和钴钼系三代。铁系催化剂是20世纪六十年代以前,主要应用以Fe2O3为主体的催化剂,操作温度范围为350～550℃,气体经变换后仍有3（V）%左右的一氧化碳未转化。随着脱硫技术的发展,合成气中毒性组分硫的总含量可降低到1ppm以下,因此,20世纪六十年代以后,开发了活性高但抗毒性差的铜系催化剂,以CuO为主体的催化剂,可以在更低的操作温度200～280℃下操作,残余一氧化碳的含量可降至0.3（V）%左右。钴钼系催化剂是新一代可用于直接变换含高硫合成气的耐硫变换催化剂,并适合于重质化原料生产的合成气。齐鲁石化公司研究院开发了系列新型钴钼系耐硫变换催化剂,具有耐温范围宽、低温活性高的特点,可同时满足高温变换和低温变换的要求。其中QCS-01型催化剂可用于高达9.0MPa压力的变换反应系统。 本文在总结前人工作的基础上,采用内循环无梯度反应器和工业原粒度催化剂,在工业实际应用的8.0MPa压力下,进行了QCS-01型耐硫变换催化剂的宏观反应动力学实验研究。由动力学实验数据采用非线性Marquardt最小二乘法,回归得到了幂函数型式的宏观反应动力学模型。反应动力学模型如下: r=dNCO/dW=29.5e-27066/RTYCO1.23YH2O1.49YCO2-0.23YH2-0.68（1-β）mol/（g·h） 频率因子K0=29.5;活化能E=27066J/mol。式中β是表示逆向反应程度项,表达式为: β=YCO2YH2/KPYCOYH2O式中KP是变换反应平衡常数,它与反应温度的关系式如下: KP=exp(5.0992511+4764.11T-1+5.6273903×10-3T-2.189647×10-6T2+4.17603×10-10T3-1.9439412 ln T)式中的R为气体常数,其值为8.314J/mol·K。 采用数理统计的方法,对所得到的动力学模型的拟合程度进行相关指数γ2