就当前的变换工段的工艺技术水平来看，CO的变换反应一般都是在含有催化剂的环境下进行变换反应的。在合成气应用的化工产业链中，原料气一般会最先除去气体中含有的硫化物质，例如H2S和SO2气体。然后在主要以Fe2O3为催化剂的条件下反应，温度为350～550℃，但是最后在变换反应完成以后，变换气中还是约有1.5%～3.5%的CO存在于原来的变换气当中。

随着近些年以来关于变换系列催化剂的进步发展，CO变换系列的催化剂如今已经变得可以具有更高催化活性，但是变换环境下会容易使得催化剂中毒现象的分析解决，还是目前研究的一个重点问题。随着合成气CO变换过程发展，如果仍然采用传统的脱硫脱碳方法后，会有蒸汽的大量热损失回收。为了充分利用反应所产生的热量，我们有必要将CO直接转串联混合气加压气化的原料气生产，并在CO变换后脱除硫。为了应对这样现象，现在设计了以Co-Mo系催化剂为主体的变换催化剂，主要在中高温环境下，大概在220～450℃左右的氛围内反应。

1.2  工艺比较

甲醇市场的应用这几年发展迅猛，导致甲醇化工产业的投入逐年增加，在一些工厂中，他们对旧生产设备的改造任务和新装置的设计安装有很大需求，因此甲醇产量需求呈现上升趋势。所谓单醇，即甲醇为生产的最终产品。在中国，甲醇生产主要是由煤、焦炭制备，主要成分为：37% CO、6% CO2、50% H2（摩尔分数，下同），由于相对较低的碳氢比率，不符合甲醇生产要求，因此我们必须通过转化反应使得H2含量增加至55%～56%，使得CO变为2%～5%，转化率为42%～61%。

通过以上的数据记录分析，我们不难在其中可以看出，甲醇的CO变换一般被人们称为一种浅度的变换，因为在这个工艺中我们所要强调的R值比较其他变换工艺要低很多(R值为汽/气的摩尔比)。因此我们在这种情况下如何选择合适的工艺是十分重要的，我们要根据不同工艺，选用不同的催化剂。

CO变换反应是放热的，因此在较低的反应温度下，反应更有利于正向进行，同时也更有利于减少蒸汽用量，从而减少能源，更加节约环保，还可以提高设备相对容量，充分利用。通过以上原因，如何降低催化剂的活性温度范围已经是当前工作的主要目标。

近几十年以来的研究，并随着Fe-Cr系列催化剂的进一步研究设计生产，使得这一催化剂的性能得以提升，其催化作用在低温下的效果显现也是越来越高，这会进一步促进变换系列催化剂在研发过程发展中，取得更加具有成效的长远进步，特别是对Co-Mo系列催化剂的研究设计开发，这个系列的变换催化剂具有在耐硫下进行催化作用，就是给CO变换技术工艺研究带来了一场新的。

这个系列变换催化剂的成功研发，也促使变换工艺衍生出了含有一部分在低温下反应工段的CO变换工艺，即被称为含有低温变换的“中串低”工艺流程，它所具有的市场经济比率十分明显。以后人们又在这个基础上继续又开发，设计开发出了中变串联两个低变工艺的变换流程(中低低工艺)，中变串联三个低变工艺的变换流程(中低低低工艺)，在这些变换工段中最好的是全低变工艺，它采用的是在低温下具有活性成分的Co-Mo系列变换催化剂。文献综述

因此最近研究设计的变化趋势为：

图1.1  变换工艺研发趋势

其在设计研发过程中，其流程工艺的节能效果也是越来越优异。

1.2.1  高低低工艺

流程设置原理

由于CO变换反应是放出热量的反应，因此在较低温度环境下反应更有利于反应的正向进行，这样也会对整个系统的能耗也会节省一部分。因此在工艺设计中最重要的参考指标为催化剂的最终反应温度，同时催化剂也是整个变换反应中的最核心的因素。