甲醇是一种重要的基本有机化工原料，是碳一化学的含氧起始化合物，也是合成气化学加工的重要起点。甲醇在碳一化工中的作用和广泛用途，决定了合成甲醇在化工生产过程中的战略地位。 针对目前国内甲醇生产，尤其是产量占甲醇总产量50％左右的联醇生产存在着能耗大、催化剂中毒严重、生产成本过高等问题，探索有可能延长催化剂使用寿命、降低能耗，提高甲醇产率和充分利用低浓度原料气的合成甲醇反应器流向变换强制周期操作新技术，既具有较高的学术价值，又具有重要的现实意义。 本文针对合成甲醇反应器流向变换强制周期操作模型化研究的基本要求，设计、建立了一套用于催化剂原位表征和测定合成甲醇动态动力学参数的多功能实验台；采用原位红外技术与TPD、TPSR技术相结合，系统地考察了有关物种CO、CO₂、H₂、CH₃OH在催化剂活性表面上的吸附行为及CO／H₂和CO₂／H₂的反应行为；判识了合成甲醇可能的中间物种及相应的基元过程序列结构；利用动态响应技术，结合适当的最优化方法，确定了诸基元过程的速率常数，最终得到了合成甲醇表面过程的瞬态动力学关系。 为了对合成甲醇反应器流向变换强制周期操作特性进行系统的实验考察并为模型化研究奠定必要的实验基础，设计、建立了一套模试规模（催化剂装填量为几百克数量级）的实验台，并建立了用以分析尾气瞬态组成的方法及相应设备，以及记录反应器轴向温度分布的微机自动数据采集系统。利用该实验装置，系统研究了原料气中∑CO_x浓度、气体流速U_s及流向变换周期T_c对合成甲醇反应器流向变换强制周期操作特性的影响规律，获得了大量迄今未见国内外报道的、有价值的实验信息。结果表明，气体流速是影响热波在填充床内爬行速度的最重要因素；气