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平衡没有影响。目前的工业操作条件下：压力4.0 MPa气压下，温度为200～500 ℃时，压力对于变换反应没有显著的影响。但是在较高压力下，反应物浓度增加，分子间的有效碰撞次数增加，可以加快变换反应速度，提高催化剂的生产能力。且各种气体与理想气体有一定的偏差，必须根据各气体组分的逸度计算KP，因此压力对CO的变换反应有一定的影响。
c. 蒸汽添加量
一氧化碳变换反应为可逆反应，增加蒸汽量可使反应向正方向移动。因此，工业上一般均采用加入一定的过量水蒸气的方法来提高一氧化碳的变换率。
实际上，当使用半水煤气为原料，使用中温铁铬催化剂的工艺流程中，一般采用H2O（汽）/CO（气）=(3～4)/1；在使用铁镁催化剂的工艺流程中，一般采用H2O（汽）/CO（气）=(3～5)/1。
d. 二氧化碳浓度
从一氧化碳变换反应的方程式来看，如果出去生成的二氧化碳，有利于反应向正方向进行，并使变换反应接近于完成。除去二氧化碳可以采用良种方式：
（1）利用碱性氧化物与二氧化碳作用生成碳酸盐，例如：
CaO?CO2CaCO3 （2-1-19）
或利用碱性氧化物作为催化剂的的一种组分来吸收二氧化碳。由于（2-1-19）为一放热反应，要对生成的热量采取一定的措施。更重要的是这一反应进行到一定程度后要进行更换催化剂，增加了生产操作的复杂性，因此在实际中很少应用。
（2）在两段变换催化剂之间或中变和低变之间，将气体送往脱除二氧化碳装置，然后再进行第二次变换。这种方法相互干扰较少，比较容易实现，但增加了换热和脱除二氧化碳的设备，流程要复杂一些。
2.1.3 CO低温变换催化剂 （1）钴钼系宽温变换催化剂
Co-Mo系宽温变换催化剂是近10年来国内研制的一种新型催化剂，它的特点是活性温度低，耐硫性强，使用温度范围宽，因此它能广泛的应用与煤、油为
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原料的小氮肥厂，并实现中变直接串低变的工艺流程。也可以用它取代中变催化剂，实现Co-Mo宽温变换流程，还可望用于三催化剂工艺流程，以取代目前三催化剂流程中的Cu-Zn系低变催化剂。
Co-Mo系宽温变换催化剂的化学物理性质包括堆积密度、抗压强度、形状及尺寸等。
Co-Mo系宽温变换催化剂的加工工艺有混碾法及浸渍法两种，大多数Co-Mo系低变催化剂采用浸渍法工艺，如B302Q、B303Q、SB-3等。浸渍法是以球形
??Al2O3为载体，将催化剂浸渍到载体内，由于载体本身强度高、相对密度小，
故采用这种方法生产出来的催化剂具有密度小，耐压强度大，阻力小等优点。
Co-Mo系宽温变换催化剂不同于Cu-Zn系低变催化剂在于它的耐硫性特别强，正常生产中对气体中的硫含量没有上限要求，不论多高都可以直接进入。但对气体最低含硫量却有限制，即在一定反应温度及蒸汽含量下，要求气体中的含硫量不低于一定值，否则引起催化剂放硫而导致失活。
Co-Mo系宽温变换催化剂的另一特点是可用于低温变换，也可以用于中温变换，可在160～270 ℃（低变用），160～460 ℃（中变用）的宽广范围内使用。
（2）铜锌系低变催化剂
金属铜对一氧化碳的低温变换具有高活性，因此国内外都把铜作为催化剂的主活性相。但已知纯金属铜当加热到足够反应的温度时，会因烧结而使表面积缩小，从而失去活性。因此必须加入一组分或多组分的结构性助催化剂。
铜基催化剂的助催化剂组分有ZnO、Cr2O3、Al2O3、MgO、CuO、TiO2、MnO2等。ZnO用的最广泛，最先出现的低温变换催化剂，就是由ZnO和CuO两个组分组成。ZnO有促进催化剂活性的作用，并能起改进铜微晶长大的稳定和分散作用。但是铜-锌二组分催化剂的热稳定性和寿命不够理想，后来相继出现CuO-ZnO-Cr2O3和CuO-ZnO-Al2O3催化剂。结构性助催化剂的加入不但和组分有关，而且和加入方法更为密切。用机械混合的方法，往CuO-ZnO-Cr2O3催化剂中加入K2O、CaO、MgO、Al2O3、TiO2、MnO2则不影响催化剂的结构；但是用共沉淀的方法加入铝和锰，将对催化剂的性质产生明显的影响。例如添加锰的催化剂，显示出很高的活性和良好的耐热性。目前以普遍生产和采用的低温变换
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催化剂为CuO-ZnO-Cr2O3和CuO-ZnO-Al2O3系，究竟哪一种性能优越，目前还不能取得一致的意见。但是就催化剂生产的劳动条件来看，CuO-ZnO-Al2O3系要比CuO-ZnO-Cr2O3系好，其制造成本要看铝的加入形式和来源。如果以硝酸铝形式加入，则成本并不比加入氧化铬低。
2.1.4 催化剂的活性降低和中毒 （1）催化剂的还原与氧化
氧化铜对变换反应无催化活性，在使用前需要用氢或一氧化碳还原成具有活性的单质钢，其反应式如下：
CuO?H2?Cu?H2O?20.7千卡 CuO?CO?Cu?CO2?30.5千卡
在还原过程中，催化剂中的氧化锌、氧化铝、氧化铬不会被还原。氧化铜的还原反应是强烈的放热反应，而且低温变换催比剂对热比较敏感，因此必须严格控制还原条件，将催化剂层的温度控制在230℃以下。
还原后的催化剂与空气接触时，产生下列反应：
Cu? 1O?37.千卡1 2?CuO2如果与大量空气接触，放出的反应热将使催化剂超温烧结。因此，停车取出催化剂之前，应允通入少量氧气逐渐进行氧化，在催化剂表面形成一层氧化铜保护膜，这一过程称为催化剂的钝化。钝化的方法是用氮气或蒸汽将催化剂层的温度降至150℃左右，然后在氮气或蒸汽中配入0.3％的氧，在温升不大于50℃的情况下逐渐提高氧的浓度，直至全部切换为空气时钝化过程结束。
（2）热烧结
当温度超过280℃时，还原态金属铜容易产生烧结，使催化剂表面积显著减少，活性急剧下降。当温度超过铜的熔点（1083℃）一半时，更容易烧结。
热烧结引起催化剂表面积减少，主要是由于分散状铜微晶粒，相邻间的晶粒在一定温度下扩散并使晶粒长大。从而使催化剂活性下降；温度愈高，晶粒长大
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速度就愈快，表面积和活性的下降趋势愈大。尽管作为结构性助催化剂的高熔点氧化铬和氧化铝的存在，间隔体对阻止铜晶粒的长大，也无济于事。因此低温变换催化剂的使用，必须严格控制反应温度。
（3）物理性破坏
这里所指的物理性破坏，主要是指催化剂在操作温度下，由于水蒸气在催化剂微孔内能够凝聚和蒸发相继反复进行，而使催化剂破裂，造成催化剂床层阻力增大。因此低温变换反应必须控制在露点以上进行，这样就使反映温度、压力、蒸汽量、干气量之间保持一定的关系。
（4）卤素中毒
在相当长的时间内，卤素对低变催化剂的毒害作用被人们忽视。后来发现卤素是比硫更厉害的毒物，进口气中氯化物仅 ，就会显著的毒害低变催化剂，氯海量在 时，就认为被严重污染。
（5）硫中毒
硫是铜基低变催化剂的主要毒物之一。由于脱硫技术的发展，原料气中的硫能脱至 以下，但原料气量很大，极微量的硫化物，经日积月累后数量相当可观，从而对低变催化剂造成很大危害。
（6）催化剂的维护保养
为了保证催化剂具有高的活性，延长使用寿命，在装填和使用过程中应注意以下几点：
a.装填催化剂时，首先将催化剂过筛，除去细粉和碎粒。在篦子板上铺好钢丝网和耐火球。装填过程要避免催化剂破碎，而且要拟定装填路线，不允许集中倾倒后再扒平，以免催化剂床层松紧不一样，影响气流均匀分布。严整装填人员用脚踏催化剂，并防止掺入杂质和杂物。
b.在开、停车时，要按照规定的升、降温速度进行操作，严防催化剂超温。 c.在正常操作过程中原料气必须经过除尘和脱硫，并保持原料气成分稳定。控制好蒸汽与原料气的比例及催化剂层温度，升降负荷时要平稳。当采用中间喷水式变换炉时，要定期分析水的质量。
贵州大学本科毕业设计 2.1.4化学动力学 （1）变换反应机理
一氧化碳变换反应属于气—固相催化反应。一般的气—固相催化反应过程由下列几个步骤组成：a．反应物从气流主体扩散到固体催化剂的外表面；b．反应物从颗粒外表面扩散到内表面；c．在内表面上进行催化反应；d．产物从内表面扩散到外表面；e．产物从颗粒外表面扩散到气流主体。上述五个步骤中，第一步和第五步称为外扩散过程；第二步和第四步称为内扩散过程；第三步是在固体催化剂内表面上进行的催化反应过程，即化学动力学过程。在整个气—固相催化反应过程中必定存在着气—因相之间的质量及热量传递和固相内的质量及热量传递。因此，整个气—固相催化反应过程的速度除了与催化剂表面上进行的化学反应有关外，还与反应气体的流动状况、传质及传热等物理过程密切相关。反应过程的动力学若包括了物理过程对催化反应速度的影响，即为宏观动力学，而在催化剂表面上进行的化学反应动力学则称为本征动力学。
一氧化碳在催化剂表面上进行的变换反应机理，目前还未取得一致意见。比较普遍的说法是：水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附，并分解为氢及吸附状态氧原子，氢进入气相，吸附态氧则在催化剂表面形成氧原子吸附层，当一氧化碳分子撞击到氧原子吸附层时，即被氧化为二氧化碳，并离开催化剂表面。
若用?K??表示催化剂活性中心，
K?O表示中间化合物，则上述过程可表示为：
?K??H20?g?＝?K?O?H2 ?K?O?CO＝?K??C02
实验证明，在这两个步骤中，第二步比第一步慢，故第二步是一氧化碳变换化学
反应过程的控制步骤。 （2）动力学方程
对连续系统的气—固相反应速度可表示为单位质量催化剂上某一反应产物或反应物的摩尔流量的变化，对一氧化碳变换反应速度则为：
rCO?-dNCOdm ( 2-1-7)