合成氨工艺氨可生产多种氮肥,如尿素、硫酸铵、硝酸铵、碳酸氢铵等；还可生产多种复合肥，如磷肥等。氨也是重要的工业原料。基本化学工业中的硝酸、纯碱及各种含氮无机盐;有机工业各种中间体，制药中磺胺药物，高分子中聚纤维、氨基塑料、丁腈橡胶、冷却剂等。国防工业中三硝基甲苯、硝化甘油、硝化纤维等1784年，有学者证明氨是由氮和氢组成的。19世纪末，在热力学、动力学和催化剂等领域取得进展后，对合成氨反应的研究有了新的进展。1901年法国物理化学家吕·查得利提出氨合成的条件是高温、高压，并有适当催化剂存在。合成氨的原料是氢气和氮气。氮气来源于空气，可以在制氢过程中直接加入空气，或在低温下将空气液化、分离而得；氢气来源于水或含有烃的各种燃料。工业上普遍采用的是以焦炭、煤、天然气、重油等燃料与水蒸气作用的气化方法。煤制气原则流程图从化学工艺的角度看其核心是反应过程工艺条件的确定，而确定反应的最佳工艺条件，需先从事反应热力学和动力学的研究。下表为纯3H2－N2混合气生成φNH3为17.6％系统反应的热效应。式中:f,γ分别为各平衡组分的逸度和逸度系数.高压下化学平衡常数Kp值不仅与温度有关，而且与压力和气体组成有关，用逸度表示：②温度温度过高，会使催化剂过早失活。②催化剂以铁为主的催化剂(铁系催化剂)有催化活性高、寿命长、活性温度范围大、价廉易得、抗毒性好等特点，广泛地被国内外合成氨厂家采用。侯氏制碱特点是，采用循环流程,不需对循环液(或气)进行除杂质,采用食盐水除杂。(1)不同原料制氨的技术经济比较由陈佛水开发并获得国家专利的一氧化碳低硫低温变换工艺技术；30MPa左右是氨合成的适宜压力。1998,p98）。K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3生产规模增大，投资亦增多，但比投资却下降，即大规模生产是有利的。6%，H257%，CO12.⑶影响平衡氨含量的因素同时，增大空速混合气体处理量提高、生产能力增大。（2）化学平衡及平衡常数工业上采用间歇操作送风发热法，即交替进行吹风和制气。由太原理工大学、山西科灵催化净化技术发展公司开发并获得国家科技进步二等奖的科灵精脱硫新工艺。式中rNH3——氨合成反应的净速率：下图是以重油为原料生产合成氨的原则流程，主要特点是设有一个空分氮洗联合装置。a．压力和温度的影响温度越低，压力越高，平衡常数Kp越大，平衡氨含量越高。b．氢氮比的影响当温度、压力及惰性组分含量一定时，使yNH3为最大的条件为c.惰性气体的影响惰性组分的存在，降低了氢、氮气的有效分压，会使平衡氨含量降低。a．混合气体向催化剂表面扩散(外,内扩散过程)；b．氢,氮气在催化剂表面被吸附，吸附的氮和氢发生反应，生成的氨从催化剂表面解吸(表面反应过程)；c.氨从催化剂表面向气体主流体扩散(内,外扩散过程)对整个气固相催化反应过程，是表面反应控制还是扩散控制，取决于实际操作条件。低温时可能是动力学控制，高温时可能是内扩散控制；大颗粒的催化剂内扩散路径长，小颗粒的路径短，所以在同样温度下大颗粒可能是内扩散控制，小颗粒可能是化学动力学控制。当内扩散控制时，动力学方程为通常0＜a＜l，对以铁为主的氨合成催化剂a=0.5，故催化剂的活性成分是金属铁，而不是铁氧化物。使用前用氢氮混合气对催化剂还原，使铁氧化物还原为具有较高活性的a型纯铁。还原反应方程式为：少量CO、CO2、H2O等含氧杂质的存在将使铁被氧化，而失去活性。但当氧化性物质清除后，活性仍可恢复，故称之为暂时中毒。硫、磷、砷等杂质引起的中毒是不可恢复的，称作永久性中毒。生产上选择压力的依据是能耗及包括能耗、原料费、设备投资、技术投资在内的综合费用。经分析，总能耗在15～30MPa间相差不大，数值较小；就综合费而言，压力从10MPa提高到30MPa时,下降40%左右②温度温度过高，会使催化剂过早失活。塔内温度应维持在催化剂的活性温度范围(400～520℃)内。③空间速度空间速度指单位时间内通过单位体积催化剂的气体量(标准状态下的体积)。单位h-1，简称空速。空速越大，反应时间越短，转化率越小，出塔气中氨含量降低。增大空速，催化剂床层中平衡氨浓度与混合气体中实际氨含量的差值增大，即推动力增大，反应速率增加；同时，增大空速混合气体处理量提高、生产能力增大。⑤惰性气体含量惰性气体在新鲜原料气中一般很低，只是在循环过程中逐渐积累增多，使平衡氨含量下降、反应速度降低。生产中采取放掉一部分循环气的办法。氨合成是在高温、高压下进行，氢、氮对碳钢有明显的腐蚀作用。将塔设计成外筒和内件两部分。外筒一般做成圆筒形，可用普通低合金钢或优质碳钢制造,气体的进出口设在塔的上、下两端顶盖上。外筒只承受高压而不承受高温。②多段冷激式冷激式氨合成塔有轴向冷激和径向冷激之分。图2—42为大型氨厂立式