合成氨精脱硫工艺介绍
合成氨工艺及反应原理简介
合成氨工艺及反应原理简介合成氨工艺采用烃类蒸汽转化法。
天然气经加压至4.05MPa，经预热升温在脱硫工序脱硫后，与水蒸汽混合，进入一段转化炉进行转化制H2，随后进入二段转化炉，在此引入空气，转化气在炉内燃烧放出热量，供进一步转化，同时获得N2。
工艺气经余热回收后，进入变换系统，将CO变为CO2，随后经脱碳、甲烷化反应除去CO和CO2，分离出的CO2送往尿素工艺。
工艺气进入分子筛系统除去少量水份，为合成氨提供纯净的氢氮混合气。
氢氮混合气经压缩至14MPa，送入合成塔进行合成氨的循环反应，少量惰性气体经过普里森系统分离进行回收利用。
产品氨送往尿素工艺和氨罐保存。
合成氨工艺的5个过程：1、天然气脱硫：R-SH+H2＝RH+H2S H2S+ZnO＝H2O(汽)+ZnS2、转化CH4+H20(汽)＝CO+3H2 CH4+2H2O(汽)＝CO2+4H2 （H2+ 1/2 O2＝H2O）3、变换：CO+H2O(汽)＝CO2+H24、脱碳：1）K2CO3＋CO2＋H2O⇔2KHCO32KHCO3⇔K2CO3＋CO2＋H2O2）甲烷化：CO+3H2＝CH4+H2O CO2+4H2＝CH4+2H2O5、N2＋3H2＝2NH31 脱硫系统工艺流程及原理1.1流程天然气进入界区后分为两路：一路作原料气，另一路作燃料气。
原料天然气进入原料气压缩机吸入罐116-F，除去携带的液体，经过原料气压缩机102-J被压缩到4.05MPa(G)，经过原料气预热盘管预热到399℃，接着原料气与来自合成气压缩机103-J一段的富氢气混合。
经过Co-Mo加氢器101-D把有机硫转换成H2S，将3 ml/m3的有机硫转化为无机硫，原料气中总硫为30～90ml/m3左右，经氧化锌脱硫槽脱硫至总硫小于0.5mg/m3。
随后进入氧化锌脱硫槽，天然气中的硫化物被ZnO所吸附，制得合格原料气。
ZnO脱硫槽共二个，可以串联或并联操作，一般串联操作。
阀门及管线的配置可以使任何一个脱硫槽停止使用而另一个继续运转。
氨法脱硫工艺流程
氨法脱硫工艺流程氨法脱硫是一种常见的烟气脱硫工艺，主要用于排放含二氧化硫（SO2）的烟气进行脱硫处理。
下面是氨法脱硫工艺流程的详细介绍。
1.烟气进入脱硫塔：首先，烟气从烟囱中进入脱硫塔。
脱硫塔主要由进气管、喷淋层和填料层组成。
进气管将烟气导入喷淋层，喷淋层上方则放置着填料层，用于增加与烟气接触的表面积。
2.引入氨水：氨水是氨法脱硫过程中使用的主要脱硫剂。
在喷淋层中，通过喷嘴将氨水引入脱硫塔。
氨水与烟气接触后，会与烟气中的二氧化硫发生反应生成硫酸铵。
反应方程式：SO2+2NH3+H2O→(NH4)2SO33.脱硫产物形成：在脱硫塔中，硫酸铵会经过一系列反应逐渐转化为硫酸铵颗粒。
硫酸铵颗粒会沉积在填料层上，并与填料表面形成浓硫酸铵液体膜。
这一过程称为硫酸铵成核。
4.脱硫产物吸收：随着脱硫剂氨水的不断进入，脱硫液体膜中的硫酸铵会与氨水进一步反应生成硫酸铵溶液。
此过程称为脱硫吸收。
反应方程式：(NH4)2SO3+2NH3+H2O→2(NH4)2SO45.脱硫液回收：脱硫塔底部有一个收集槽，用于收集脱硫液。
脱硫液中的硫酸铵与溶液混合后，经济回收利用。
6.氨的再生：脱硫产物中富含浓硫酸铵溶液，需要经过氨的再生过程。
再生过程通过将浓硫酸铵溶液加热，使其中的氨释放出来，从而回收氨水用于再次脱硫。
7.排放净化烟气：在脱硫后，氨法脱硫工艺会产生一小部分残留氨和硫化氢，需要进行二次净化。
这通常通过添加其他氧化剂，如过氧化钙（CaO2）或过氧化氢（H2O2），将残余的氨和硫化氢氧化成氮气和水蒸气，从而实现对脱硫后烟气的净化处理。
这就是氨法脱硫工艺的基本流程。
尽管这种方法具有较高的脱硫效率，但也存在一些问题，如氨泄漏、能源消耗和脱硫产物处理等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择最适合的脱硫工艺，并采取相应的措施来解决以上问题。
合成氨生产工艺简介
合成氨生产工艺简介
合成氨以煤为原料，采用固定层间歇法制气，制出合格的半水煤气送至气柜。
经静电除尘后的半水煤气进入脱硫塔，经湿法脱硫后去氢氮气压缩机加压后，半水煤气进入饱和塔，传热传质后，进入变换炉，经变换炉将其中的一氧化碳转化为二氧化碳和氢气，进入变脱进一步脱除硫化物，再经过脱碳工段脱除二氧化碳后，进入压缩机加压，经铜洗脱除其中少量的一氧化碳、二氧化碳，进入压缩机七段加压，然后进入合成塔，在高温高压催化剂作用下进行合成反应生成氨，再经氨分离器和冷凝塔分离出液氨，减压、计量后送往液氨仓库备用。
尿素由氨库来液氨经液氨泵加压送往尿素合成塔。
同时由氢氮压缩机三段出口的气体通过脱碳之后，其中二氧化碳气体经二氧化碳压缩机压缩后送入尿素合成塔，由循环系统回收的氨基甲酸铵一氨水溶液；也回到尿素合成塔，在塔内CO2和NH3反应生成尿素熔融物，出塔后多次减压分解，再经过加热蒸浓，液相熔融尿素进入造粒塔后成尿素产品，再经包装制成成品尿素。
未反应的NH3和CO2经回收循环再使用。
甲醇由合成压缩机六段出来的气体，经滤油进入甲醇合成塔，经冷却分离后，进入粗甲醇储槽，经计量后，经商品泵装桶或装槽车销售。
合成氨的工艺流程
合成氨的工艺流程氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
除液氨可直接作为肥料外，农业上使用的氮肥，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。
合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。
于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。
这是目前工业普遍采用的直接合成法。
反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。
合成氨反应式如下:N2+3H2=2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温，高压",下为:"催化剂")合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。
经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。
合成氨是由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
别名:氨气。
分子式NH3英文名:synthetic ammonia。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收副产外，绝大部分是合成的氨。
合成氨装置模型图: 1.工业生产上合成氨装置图2、合成氨工艺流程叙述:(1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。
对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。
(2)净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
? 一氧化碳变换过程在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。
氨法脱硫工艺介绍
氨法脱硫工艺介绍由于氨法脱硫工艺自身的一些特点，可充分利用我国广泛的氨源生产需求大的肥料，并且氨法脱硫工艺在脱硫的同时又可脱氮，是一项较适应中国国情的脱硫技术。
为帮助大家全面了解氨法，本文对氨法脱硫技术的发展、机理和不同技术的特点进行简述，并侧重介绍湿式回收法氨法脱硫技术。
1 氨法脱硫技术概况1.1氨法脱硫工艺特点氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺。
氨法脱硫工艺具有很多特点。
氨是一种良好的碱性吸收剂，氨的碱性强于钙基吸收剂；而且氨吸收烟气中SO2是气-液或气-气反应，反应速度快、反应完全、吸收剂利用率高，可以做到很高的脱硫效率，相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。
另外，其脱硫副产品硫酸铵是一种常用的化肥，副产品的销售收入能大幅度降低运行成本。
1.2 氨法脱硫的发展70年代初，日本与意大利等国开始研制氨法脱硫工艺并相继获得成功。
氨法脱硫工艺主体部分属化肥工业范筹，这对电力企业而言较陌生，是氨法脱硫技术未得到广泛应用的最大因素，随着合成氨工业的不断发展以及厂家对氨法脱硫工艺自身的不断完善和改进，进入90年代后，氨法脱硫工艺渐渐得到了应用。
国外研究氨法脱硫技术的企业主要有：美国：GE、Marsulex、Pircon、Ba bcock & Wilcox；德国：Lentjes Bischoff、Krupp Koppers；日本：NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原；等等。
国内目前成功的湿式氨法脱硫装置大多从硫酸尾气治理技术中发展而来，主要的技术商有江南环保工程建设有限公司、华东理工大学等，现国内湿式氨法脱硫最大的业绩是天津永利电力公司的60MW机组的烟气脱硫装置。
近来出现的磷铵法、电子束法、脉冲电晕放电等离子体法等烟气脱硫脱硝技术皆是氨法的演变与发展，改进之处在于降低水耗、改进氧化及后处理、降低装置压降、提高脱硝能力等方面，以求使氨法烟气脱硫技术更加经济更加适应锅炉的运行。
氨法脱硫工艺介绍
氨法脱硫工艺介绍由于氨法脱硫工艺自身的一些特点，可充分利用我国广泛的氨源生产需求大的肥料，并且氨法脱硫工艺在脱硫的同时又可脱氮，是一项较适应中国国情的脱硫技术。
为帮助大家全面了解氨法，本文对氨法脱硫技术的发展、机理和不同技术的特点进行简述，并侧重介绍湿式回收法氨法脱硫技术。
1 氨法脱硫技术概况1.1氨法脱硫工艺特点氨法脱硫工艺是采用氨作为吸收剂除去烟气中的SO2的工艺。
氨法脱硫工艺具有很多特点。
氨是一种良好的碱性吸收剂，氨的碱性强于钙基吸收剂；而且氨吸收烟气中SO2是气-液或气-气反应，反应速度快、反应完全、吸收剂利用率高，可以做到很高的脱硫效率，相对于钙基脱硫工艺来说系统简单、设备体积小、能耗低。
另外，其脱硫副产品硫酸铵是一种常用的化肥，副产品的销售收入能大幅度降低运行成本。
1.2 氨法脱硫的发展70年代初，日本与意大利等国开始研制氨法脱硫工艺并相继获得成功。
氨法脱硫工艺主体部分属化肥工业范筹，这对电力企业而言较陌生，是氨法脱硫技术未得到广泛应用的最大因素，随着合成氨工业的不断发展以及厂家对氨法脱硫工艺自身的不断完善和改进，进入90年代后，氨法脱硫工艺渐渐得到了应用。
国外研究氨法脱硫技术的企业主要有：美国：GE、Marsulex、Pircon、Ba bcock & Wilcox；德国：Lentjes Bischoff、Krupp Koppers；日本：NKK、IHI、千代田、住友、三菱、荏原；等等。
国内目前成功的湿式氨法脱硫装置大多从硫酸尾气治理技术中发展而来，主要的技术商有江南环保工程建设有限公司、华东理工大学等，现国内湿式氨法脱硫最大的业绩是天津永利电力公司的60MW机组的烟气脱硫装置。
近来出现的磷铵法、电子束法、脉冲电晕放电等离子体法等烟气脱硫脱硝技术皆是氨法的演变与发展，改进之处在于降低水耗、改进氧化及后处理、降低装置压降、提高脱硝能力等方面，以求使氨法烟气脱硫技术更加经济更加适应锅炉的运行。
氨法脱硫工艺流程
氨法脱硫工艺流程氨法脱硫工艺是目前常用的烟气脱硫技术之一，主要用于燃煤电厂、烟气处理厂等工业场所的烟气脱硫处理。
本文将介绍氨法脱硫的工艺流程及其原理。
一、氨法脱硫的原理氨法脱硫是利用氨水与烟气中的二氧化硫进行化学反应，生成硫代硫酸铵（NH4HSO3）和硫酸铵（NH4)2SO4）等可溶性盐类，达到脱硫的目的。
其反应方程式如下：SO2 + 2NH3 + H2O → (NH4)2SO3(NH4)2SO3 + 1/2O2 → (NH4)2SO4二、氨法脱硫的工艺流程1. 烟气进入预处理系统烟气经过除尘器去除粉尘后，进入预处理系统。
预处理系统的主要作用是降低烟气中的氧含量和温度，以提高脱硫效率。
2. 烟气进入脱硫塔经过预处理的烟气进入脱硫塔，脱硫塔是氨法脱硫的核心部分。
脱硫塔内设置了一系列喷淋器，喷洒氨水。
烟气经过喷淋器与氨水充分接触，发生反应。
3. 反应生成硫酸铵在脱硫塔中，烟气中的二氧化硫与氨水反应生成硫酸铵。
同时，还会生成一些硫代硫酸铵。
4. 氨法脱硫液的处理脱硫塔底部的液体称为氨法脱硫液，其中含有生成的硫酸铵和硫代硫酸铵。
这些溶液需要进行处理和回收利用。
一般情况下，会将脱硫液送至脱水系统进行浓缩处理，然后再进行干燥和制粒，得到硫酸铵产品。
5. 烟气排放经过脱硫塔处理后的烟气中，大部分的二氧化硫已经被转化为硫酸铵等盐类，达到了排放标准要求。
清洁的烟气通过烟囱排放到大气中。
6. 氨法脱硫系统的辅助设备为了保证氨法脱硫工艺的正常运行，还需要配备一些辅助设备，如氨水供应系统、脱硫液循环系统、废水处理系统等。
三、氨法脱硫的优点和局限性氨法脱硫工艺有以下优点：脱硫效率高、脱硫副产物可回收利用、适用于高硫煤等。
然而，氨法脱硫也存在一些局限性，如对氨水的要求较高、对烟气中的氧含量和温度要求较严格、操作复杂等。
氨法脱硫工艺是一种常用且有效的烟气脱硫技术。
通过合理的工艺流程，可以将烟气中的二氧化硫转化为硫酸铵等可溶性盐类，达到减少大气污染物排放的目的。
合成氨工艺
合成氨工艺第一篇：合成氨工艺合成氨工艺陈昶君化九三20090118921.合成氨生产工艺流程图(1)煤为源头工艺路线：以无烟煤为原料生成合成氨常见过程是:造气->半水煤气脱硫->压缩机1，2工段->变换->变换气脱硫->压缩机3段->脱硫->压缩机4，5工段->铜洗->压缩机6段->氨合成->产品NH3造气过程为以煤为原料，用间歇式固定层常压气化法，反应方程为煤+氧气→二氧化碳二氧化碳+煤→一氧化碳煤+水蒸气→一氧化碳+氢气(2)天然气为源头采用天然气、焦化千气力原料的合成氨生产工艺流程包括：脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化、氨的合成、吸收制冷及输入氨库和氨吸收八个工序(一)脱琉原料气进入后，首先进入三段脱硫塔．第一、二段分别采用5—6％Na0H和10。
12％Na0H碱洗，第三段采用水洗。
在脱硫塔内。
气体中大部分无机硫和部分有机硫被碱液吸收，湿法脱硫后的焦化干气由压缩机道往一段转化炉对流段，加热至340—3500C后，进人干法脱硫槽。
干法脱硫剂通常采用氧化锰、氧化锌或钴—铜催化剂。
经干法脱硫后。
焦化干气中的总硫量要求低于3ppm．这里需要进行痕量硫的测定。
(二)转化经脱硫合格的焦化干气返回对流五段与来自废热锅炉的蒸汽混合，加热至500．610％后，进入一段转化炉(简称一段炉)，控制共水碳比为3．5．4．0。
在催化刘作用下原料气转化为氢气、一氧化碳和二氧化碳。
反应所需的大量热能由转化炉两倜均匀分布的无焰燃烧喷嘴供给，反应温度控制在760—7的℃；出口气中残余甲烷含量要求小于10％。
一段沪出口气与空气压缩机送来的空气相混合，进人二段转化炉(简称二段炉)内燃烧，温度达到900一950。
C，在催化捌作用下，甲烷转化成一氧化碳和二氧化碳；二段炉出口气中残余甲烷应小于0．3％。
同时获取合成气所需的氮气，并控制氢、氮比在2．8—3．1之问。
在整个转化过程要进行原料气的总碳分析和一、二段炉出口气残余甲烷的分析。
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氨气合成工艺流程图新乡中科化工合成氨工艺煤……造气……净化除尘……静电除尘……脱硫……合成甲醇（CO+2H2-----CH3OH △H1 =651kj/mol 吸热）CO置换……脱碳……精制气体……制取氨气……气体循环……气体回收1）予脱塔原料气进入工段经过预脱塔先进行初脱硫。
2）预热塔用蒸汽加热到40-80℃，为接下来的水解塔工段进行做准备。
3）水解塔使用水解催化剂，脱出无机硫。
在温度为320～350℃、压力为1.3～1.5MPa的条件下，在钴钼脱硫剂的作用下进行有机硫加氢转化反应及氧化锌吸收生成H2SZnS，排入地沟。
4）水冷器水冷器是为使水冷却到常温，方便后一阶段的精脱硫。
5）精脱塔这个工段脱出的是有机硫，把最后残余的硫进行精脱，减少氨气中硫的含量。
经过这5个工段后，硫的含量小于0.06×10－6，甲醇催化剂寿命大大延长，减少更换甲醇催化剂，生产时间和能力大幅度提高。
用到的设备有预脱塔、预热器、水解塔、水冷器、精脱塔。
合成氨氨氨（Ammonia，旧称阿莫尼亚）是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
农业上使用的氮肥，除氨水外，诸如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥都是以氨为原料生产的。
合成氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上，其中约有80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。
合成氨指由氮和氢在高温高压和催化剂存在下直接合成的氨。
别名氨气，分子式为NH3，英文名：synthetic ammonia。
世界上的氨除少量从焦炉气中回收外，绝大部分是合成的氨。
合成氨主要用于制造氮肥和复合肥料。
氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的12％。
硝酸、各种含氮的无机盐及有机中间体、磺胺药、聚氨酯、聚酰胺纤维和丁腈橡胶等都需直接以氨为原料生产。
液氨常用作制冷剂。
发现德国化学家哈伯(F.Haber，1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。
于1908年申请专利，即“循环法”，在此基础上，他继续研究，于1909年改进了合成，氨的含量达到6%以上。
这是目前工业普遍采用的直接合成法。
反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。
合成氨反应式如下：N2+3H2≒2NH3(该反应为可逆反应,等号上反应条件为:"高温高压",下为:"催化剂")合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。
经过近百年的发展，合成氨技术趋于成熟，形成了一大批各有特色的工艺流程，但都是由三个基本部分组成，即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。
工艺流程1.合成氨的工艺流程(1)原料气制备将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。
对于固体原料煤和焦炭，通常采用气化的方法制取合成气；渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气；对气态烃类和石脑油，工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。
(2)净化对粗原料气进行净化处理，除去氢气和氮气以外的杂质，主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
①一氧化碳变换过程在合成氨生产中，各种方法制取的原料气都含有CO，其体积分数一般为12%~40%。
合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此需要除去合成气中的CO。
变换反应如下：CO+H2O→H2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ由于CO变换过程是强放热过程，必须分段进行以利于回收反应热，并控制变换段出口残余CO含量。
第一步是高温变换，使大部分CO转变为CO2和H2；第二步是低温变换，将CO含量降至0.3%左右。
因此，CO变换反应既是原料气制造的继续，又是净化的过程，为后续脱碳过程创造条件。
②脱硫脱碳过程各种原料制取的粗原料气，都含有一些硫和碳的氧化物，为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的蒸汽转化法，第一道工序是脱硫，用以保护转化催化剂，以重油和煤为原料的部分氧化法，根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。
工业脱硫方法种类很多，通常是采用物理或化学吸收的方法，常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料气经CO变换以后，变换气中除H2外，还有CO2、CO和CH4等组分，其中以CO2含量最多。
CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。
因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
一般采用溶液吸收法脱除CO2。
根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气体精制过程经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。
为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。
因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。
目前在工业生产中，最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。
深冷分离法主要是液氮洗法，是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO，而且也能脱除甲烷和大部分氩，这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气，深冷净化法通常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量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺，要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。
甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但是需要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。
甲烷化反应如下：CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔCO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ(3)氨合成将纯净的氢、氮混合气压缩到高压，在催化剂的作用下合成氨。
氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产过程的核心部分。
氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行，由于反应后气体中氨含量不高，一般只有10%~20%，故采用未反应氢氮气循环的流程。
氨合成反应式如下：N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol2.合成氨的催化机理热力学计算表明，低温、高压对合成氨反应是有利的，但无催化剂时，反应的活化能很高，反应几乎不发生。
当采用铁催化剂时，由于改变了反应历程，降低了反应的活化能，使反应以显著的速率进行。
目前认为，合成氨反应的一种可能机理，首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附，使氮原子间的化学键减弱。
接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用，在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3，最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。
上述反应途径可简单地表示为：xFe + N2→FexNFexN +［H］吸→FexNHFexNH +［H］吸→FexNH2FexNH2 ＋［H］吸FexNH3xFe+NH3在无催化剂时，氨的合成反应的活化能很高，大约335 kJ/mol。
加入铁催化剂后，反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。
第一阶段的反应活化能为126 kJ/mol～167 kJ/mol，第二阶段的反应活化能为13 kJ/mol。
由于反应途径的改变（生成不稳定的中间化合物），降低了反应的活化能，因而反应速率加快了。
3.催化剂的中毒催化剂的催化能力一般称为催化活性。
有人认为：由于催化剂在反应前后的化学性质和质量不变，一旦制成一批催化剂之后，便可以永远使用下去。
实际上许多催化剂在使用过程中，其活性从小到大，逐渐达到正常水平，这就是催化剂的成熟期。
接着，催化剂活性在一段时间里保持稳定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用。
活性保持稳定的时间即为催化剂的寿命，其长短因催化剂的制备方法和使用条件而异。
催化剂在稳定活性期间，往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至被破坏，这种现象称为催化剂的中毒。
一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。
中毒分为暂时性中毒和永久性中毒两种。
例如，对于合成氨反应中的铁催化剂，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。
但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性又能恢复，因此这种中毒是暂时性中毒。
相反，含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。
催化剂中毒后，往往完全失去活性，这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理，活性也很难恢复。
催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。
工业上为了防止催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物，这样就要增加设备，提高成本。
因此，研制具有较强抗毒能力的新型催化剂，是一个重要的课题。
4.我国合成氨工业的发展情况解放前我国只有两家规模不大的合成氨厂，解放后合成氨工业有了迅速发展。
1949年全国氮肥产量仅0.6万吨，而1982年达到1021.9万吨，成为世界上产量最高的国家之一。
近几年来，我国引进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。
我国自行设计和建造的上海吴泾化工厂也是年产30万吨氮肥的大型化肥厂。
这些化肥厂以天然气、石油、炼油气等为原料，生产中能量损耗低、产量高，技术和设备都很先进。
5.化学模拟生物固氮的研究目前，化学模拟生物固氮的重要研究课题之一，是固氮酶活性中心结构的研究。
固氮酶由铁蛋白和钼铁蛋白这两种含过渡金属的蛋白质组合而成。
铁蛋白主要起着电子传递输送的作用，而含二个钼原子和二三十个铁和硫原子的钼铁蛋白是络合N2或其他反应物（底物）分子，并进行反应的活性中心所在之处。
关于活性中心的结构有多种看法，目前尚无定论。
从各种底物结合物活化和还原加氢试验来看，含双钼核的活性中心较为合理。
我国有两个研究组于1973—1974年间，不约而同地提出了含钼铁的三核、四核活性中心模型，能较好地解释固氮酶的一系列性能，但其结构细节还有待根据新的实验结果精确化。
国际上有关的研究成果认为，温和条件下的固氮作用一般包含以下三个环节：①络合过程。
它是用某些过渡金属的有机络合物去络合N2，使它的化学键削弱；②还原过程。
它是用化学还原剂或其他还原方法输送电子给被络合的N2，来拆开N2中的N—N 键；③加氢过程。
它是提供H+来和负价的N结合，生成NH3。
目前，化学模拟生物固氮工作的一个主要困难是，N2络合了但基本上没有活化，或络合活化了，但活化得很不够。
所以，稳定的双氮基络合物一般在温和条件下通过化学还原剂的作用只能析出N2，从不稳定的双氮络合物还原制出的NH3的量相当微少。
因此迫切需要从理论上深入分析，以便找出突破的途径。
固氮酶的生物化学和化学模拟工作已取得一定的进展，这必将有力地推动络合催化的研究，特别是对寻找催化效率高的合成氨催化剂，将是一个有力的促进。