一氧化碳中温、低温串联变化反应
一氧化碳变换生成氢和二氧化碳的反应是合成氨生产中的重要过程。 本实验模拟中温－低温串联变换反应过程，用直流流动法同时测定中 温变换铁基催化剂与低温变换铜基催化剂的相对活性，来测定催化剂变 换反应的速率常数 T与活化能E。
通过仿真实验，可以进行一氧化碳中温、低温串联变化反应实验流程的 模拟操作。解决了一氧化碳中温、低温串联变化反应实验过程中的预习 难、实验讲解难、实验操作难、练习难、数据处理难、实验考核难、实 验教学管理难等一系列问题，提高了教与学的质量。
通过一氧化碳中温、低温串联变化反应实验仿真系统，学生可以了解一氧化碳中温、 低温串联变化反应实验的目的、原理、设备、操作流程以及数据处理方法等。学习装 置中各个部件的名称、用途。通过模拟仿真操作，学生掌握一氧化碳中温、低温串联 变化反应实验的操作流程及每一步操作会产生的响应。进一步理解多相催化反应有关 知识，初步接触工艺设计思想，掌握气固相催化反应动力学实验研究方法及催化剂活 性的评比方法，获得两种催化剂上变换反应的速率常数 T与活化能E。
实验用原料气N2、H2、CO2、CO取自钢瓶，四种气体分别经过净化后， 由稳定器稳定压力，经过各自的流量计计量后，汇成一股，放空部分多余 气体。所需流量的气体进脱氧槽脱除微量氧，经总流量计计量，进入水饱 和器，定量加入蒸汽，再由保温管进入中变反应器。反应后的少量气体引 冷却、分离水后进行计量、分析，大量气体再送入低变反应器，反应后的 气体冷却分离水分，经分析后排放。
1—钢瓶；2—净化器；3—稳压器；4—流量计；5—混合器；6—脱氧槽；7—饱和器；8—反应器；9—热电偶；10—分离器；11—气相色谱仪
一氧化碳的变换反应为
反应必须在催化剂存在的条件下进行。中温变换采用铁基催化剂，反应温度为350～500℃，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中各组分干基摩尔分数分别为
；初始汽气比为R0；反应后气体混合物中各组分干基摩尔率为
。
一氧化碳的变换率为
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
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
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KT ；
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
，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要重新计量，低温变换气体的入口组成需由中变气体经物料衡算得到，即等于中温变换气体的出口组成：
转子流量计计量的V分，d ，需进行分子量换算，从而需求出中温变换出口各组分干基分率y1i,d ：
同中变计算方法，可得到低温反应速率常数及活化能。
仿真实验中包括实验预习、实验设备、实验流程、实验操作、数据采集、数据处理、实验报告八个部分。
一氧化碳中温、低温串联变换反应仿真实验特点：
（1）具有实验设备流程图，学生可以通过系统进行实验的整个流程的操作，实现操作部件与设备内部物流的正确物流响应关系；
（2）可以让学生熟悉实验流程，掌握实验及各部分零部件的工作原理；
（3）实现预习、练习、测试一体化效果。
