合成氨的工艺流程

(1)质料气制备将煤和天然气等质料制成含氢和氮的粗质料气。关于固体质料煤和焦炭，一般选用气化的办法制取组成气；渣油可选用非催化部分氧化的办法取得组成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取组成气。
(2)净化对粗质料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，首要包括改换进程、脱硫脱碳进程以及气体精制进程。
①一氧化碳改换进程在合成氨生产中，各种办法制取的质料气都含有CO，其体积分数一般为120需求的两种组分是H2和N2，因而需求除去组成气中的CO。改换反响如下：CO+H2O→H2+CO2 ΔH=-41.2kJ/mol
因为CO改换进程是强放热进程，有必要分段进行以利于收回反响热，并控制改换段出口残余CO含量。第一步是高温改换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温改换，将CO含量降至0.3右。因而，CO改换反响既是质料气制作的持续，又是净化的进程，为后续脱碳进程创造条件。
②脱硫脱碳进程各种质料制取的粗质料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止组成氨生产进程催化剂的中毒，有必要在氨组成工序前加以脱除，以天然气为质料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为质料的部分氧化法，依据一氧化碳改换是否选用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫办法种类许多，一般是选用物理或化学吸收的办法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗质料气经CO改换今后，改换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。CO2既是氨组成催化剂的毒物，又是制作尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要质料。因而改换气中CO2的脱除有必要兼顾这两方面的要求。
一般选用溶液吸收法脱除CO2。依据吸收剂性能的不同，可分为两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化MDEA法，MEA法等。
③气体精制进程经CO改换和CO2脱除后的质料气中尚含有少数残余的CO和CO2。为
了防止对氨组成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因而，质料气在进入组成工序前，有必要进行质料气的最终净化，即精制进程。
在工业生产中，最终净化办法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法首要是液氮洗法，是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少数CO，而且也能脱除甲烷和大部分氩，这样能够取得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法一般与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少数CO、CO2与H2反响生成CH4和H2O的一种净化工艺，要求入口质料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7甲烷化法能够将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需求耗费有效成分H2，而且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反响如下：
CO+3H2→CH4+H2O=-206.2kJ/mol0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O=-165.1kJ/mol0298HΔ
(3)氨组成将纯洁的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的效果下组成氨。 氨的组成是提供液氨产品的工序，是整个组成氨生产进程的核心部分。氨组成反响在较高压力和催化剂存在的条件下进行，因为反响后气体中氨含量不高，一般只有100故选用未反响氢氮气循环的流程。氨组成反响式如下：
N2+3H2→2NH3(g)=-92.4kJ/mol。