合成氨的工藝流程
(1)原料氣製備將煤和天然氣等原料製成含氫和氮的粗原料氣。對於固體原料煤和焦炭，通常採用氣化的方法制取合成氣;渣油可採用非催化部分氧化的方法獲得合成氣;對氣態烴類和石腦油，工業中利用二段蒸汽轉化法制取合成氣。
(2)淨化對粗原料氣進行淨化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精製過程。
①一氧化碳變換過程在合成氨生產中，各種方法制取的原料氣都含有co，其體積分數一般為120合成氨需要的兩種組分是h2和n2，因此需要除去合成氣中的co。變換反應如下：co+h2o→h2+co2 δh=-41.2kj/mol
由於co變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利於回收反應熱，並控制變換段出口殘餘co含量。第一步是高溫變換，使大部分co轉變為co2和h2;第二步是低溫變換，將co含量降至0.3右。因此，co變換反應既是原料氣製造的繼續，又是淨化的過程，為後續脫碳過程創造條件。
②脫硫脫碳過程各種原料製取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據一氧化碳變換是否採用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多，通常是採用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(selexol)等。
粗原料氣經co變換以後，變換氣中除h2外，還有co2、co和ch4等組分，其中以co2含量最多。co2既是氨合成催化劑的毒物，又是製造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中co2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。
一般採用溶液吸收法脫除co2。根據吸收劑效能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀鹼法，低熱耗本菲爾法，活化mdea法，mea法等。
③氣體精製過程經co變換和co2脫除後的原料氣中尚含有少量殘餘的co和co2。為了防止對氨合成催化劑的毒害，規定co和co2總含量不得大於10cm3/m3(體積分數)。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的最終淨化，即精製過程。
在工業生產中，最終淨化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量co，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷淨化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量co、co2與h2反應生成ch4和h2o的一種淨化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小於0.7甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(co+co2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分h2，並且增加了惰性氣體ch4的含量。甲烷化反應如下：
co+3h2→ch4+h2o=-206.2kj/mol0298hδ
co2+4h2→ch4+2h2o=-165.1kj/mol0298hδ
(3)氨合成將純淨的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行，由於反應後氣體中氨含量不高，一般只有100故採用未反應氫氮氣迴圈的流程。氨合成反應式如下：
n2+3h2→2nh3(g)=-92.4kj/mol
合成氨的工藝流程
(1)原料氣製備將煤和天然氣等原料製成含氫和氮的粗原料氣。對於固體原料煤和焦炭，通常採用氣化的方法制取合成氣;渣油可採用非催化部分氧化的方法獲得合成氣;對氣態烴類和石腦油，工業中利用二段蒸汽轉化法制取合成氣。
(2)淨化對粗原料氣進行淨化處理，除去氫氣和氮氣以外的雜質，主要包括變換過程、脫硫脫碳過程以及氣體精製過程。
①一氧化碳變換過程在合成氨生產中，各種方法制取的原料氣都含有co，其體積分數一般為120合成氨需要的兩種組分是h2和n2，因此需要除去合成氣中的co。變換反應如下：co+h2o→h2+co2 δh=-41.2kj/mol
由於co變換過程是強放熱過程，必須分段進行以利於回收反應熱，並控制變換段出口殘餘co含量。第一步是高溫變換，使大部分co轉變為co2和h2;第二步是低溫變換，將co含量降至0.3右。因此，co變換反應既是原料氣製造的繼續，又是淨化的過程，為後續脫碳過程創造條件。
②脫硫脫碳過程各種原料製取的粗原料氣，都含有一些硫和碳的氧化物，為了防止合成氨生產過程催化劑的中毒，必須在氨合成工序前加以脫除，以天然氣為原料的蒸汽轉化法，第一道工序是脫硫，用以保護轉化催化劑，以重油和煤為原料的部分氧化法，根據一氧化碳變換是否採用耐硫的催化劑而確定脫硫的位置。工業脫硫方法種類很多，通常是採用物理或化學吸收的方法，常用的有低溫甲醇洗法(rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(selexol)等。
粗原料氣經co變換以後，變換氣中除h2外，還有co2、co和ch4等組分，其中以co2含量最多。co2既是氨合成催化劑的毒物，又是製造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中co2的脫除必須兼顧這兩方面的要求。
一般採用溶液吸收法脫除co2。根據吸收劑效能的不同，可分為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀鹼法，低熱耗本菲爾法，活化mdea法，mea法等。
③氣體精製過程經co變換和co2脫除後的原料氣中尚含有少量殘餘的co和co2。為了防止對氨合成催化劑的毒害，規定co和co2總含量不得大於10cm3/m3(體積分數)。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的最終淨化，即精製過程。
在工業生產中，最終淨化方法分為深冷分離法和甲烷化法。深冷分離法主要是液氮洗法，是在深度冷凍(<-100℃)條件下用液氮吸收分離少量co，而且也能脫除甲烷和大部分氬，這樣可以獲得只含有惰性氣體100cm3/m3以下的氫氮混合氣，深冷淨化法通常與空分以及低溫甲醇洗結合。甲烷化法是在催化劑存在下使少量co、co2與h2反應生成ch4和h2o的一種淨化工藝，要求入口原料氣中碳的氧化物含量(體積分數)一般應小於0.7甲烷化法可以將氣體中碳的氧化物(co+co2)含量脫除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分h2，並且增加了惰性氣體ch4的含量。甲烷化反應如下：
co+3h2→ch4+h2o=-206.2kj/mol0298hδ
co2+4h2→ch4+2h2o=-165.1kj/mol0298hδ
(3)氨合成將純淨的氫、氮混合氣壓縮到高壓，在催化劑的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨產品的工序，是整個合成氨生產過程的核心部分。氨合成反應在較高壓力和催化劑存在的條件下進行，由於反應後氣體中氨含量不高，一般只有100故採用未反應氫氮氣迴圈的流程。氨合成反應式如下：
n2+3h2→2nh3(g)=-92.4kj/mol