(完整版)合成氨生产工艺及其意义
合成氨生产工艺介绍
1、合成氨生产工艺介绍1）造气工段造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应，主要过程为吹风和制气。
具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹和空气吹净五个阶段。
原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内，先鼓入空气，提高炉温，然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。
所制的半水煤气进入洗涤塔进行除尘降温，最后送入半水煤气气柜。
造气工艺流程示意图2）脱硫工段煤中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相，它不仅会腐蚀工艺管道和设备，而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒，因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。
气柜中的半水煤气经过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔，脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。
脱硫液再生后循环使用。
脱硫工艺流程图3）变换工段变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应，生成CO2和H2。
河南中科化工有限责任公司采用的是中变串低变工艺流程。
经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔升温增湿，并补充蒸汽后，经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后进入中变炉回收热量并降温后，进入低变炉，反应后的工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。
变换工艺流程图4）变换气脱硫与脱碳经变换后，气体中的有机硫转化为H2S，需要进行二次脱硫，使气体中的硫含量在25mg/m3。
脱碳的主要任务是将变换气中的CO2脱除，对气体进行净化，河南中科化工有限责任公司采用变压吸附脱碳工艺。
来自变换工段压力约为1.3MPa左右的变换气，进入水分离器，分离出来的水排到地沟。
变换气进入吸附塔进行吸附，吸附后送往精脱硫工段。
被吸附剂吸附的杂质和少量氢氮气在减压和抽真空的状态下，将从吸附塔下端释放出来，这部分气体称为解析气，解析气分两步减压脱附，其中压力较高的部分在顺放阶段经管道进入气柜回收，低于常压的解吸气经阻火器排入大气。
变换与脱硫工艺流程图5)碳化工段5.1、气体流程来自变换工段的变换气，依次由塔底进入碳化主塔、碳化付塔，变换气中的二氧化碳分别在主塔和付塔内与碳化液和浓氨水进行反应而被吸收。
合成氨生产工艺
合成氨生产工艺引言合成氨是一种重要的化工原料，广泛应用于农药、肥料、塑料和医药等领域。
合成氨的生产工艺对产品质量和生产效率有着重要影响。
本文将介绍合成氨的生产工艺以及涉及的关键步骤和设备。
原料及制备合成氨的主要原料是氮气和氢气。
氮气的制备可以通过空分设备获得，而氢气的制备可以通过煤气或电解水得到。
在合成氨的制备中，还需要使用催化剂，常用的是铁表面上的催化剂。
学术研究合成氨的生产工艺已经有了较为成熟的研究和应用，但仍然有很多科学家在该领域开展研究。
他们致力于改善合成氨的生产效率、降低能耗、减少环境影响。
在研究中，常常使用工艺模拟和催化剂设计等手段，以提高合成氨生产工艺的可靠性和经济性。
工艺步骤合成氨的生产工艺主要包括以下几个步骤：1. 氨合成塔氨合成塔是合成氨的主要反应设备。
该设备通常是一个高压容器，内部装有催化剂床。
氮气和氢气从塔底部进入，通过与催化剂的接触，在高温高压条件下进行反应生成氨气。
合成氨的产物会随着气流从塔顶部排出。
2. 分离和净化合成氨中常常含有一些杂质，需要通过分离和净化工艺进行处理。
其中一个常用的方法是将合成氨通过凝析，将杂质分离出来。
此外，还可以通过吸附、吸收、蒸馏等方法进行进一步处理，以获得高纯度的合成氨。
3. 氨储存和输送合成氨生产后，需要进行储存和输送。
通常采用液氨储罐和管道输送的方式。
液氨储罐可以用来暂存氨气，而管道输送可以将合成氨送往需要的地方，例如农田、化工厂等。
关键技术及装置在合成氨生产过程中，涉及到许多关键技术和装置，其中一些常见的如下：1. 催化剂催化剂是合成氨反应的关键。
常用的催化剂是铁表面上的催化剂，它能够有效地催化氮气和氢气的反应。
科学家们在催化剂设计和制备方面做了大量的研究，以提高催化剂的活性和稳定性。
2. 反应器反应器是合成氨生产中的核心设备。
反应器需要承受高温高压的环境，并保证氮气和氢气与催化剂充分接触。
优化反应器的设计和操作参数，可以提高合成氨反应的转化率和选择性。
化学工艺学案例库
化学工艺学案例库一、合成氨工艺。
1. 工艺背景与目的。
你知道吗？在以前，农业发展可愁坏了大家，因为土壤里的氮元素不够呀。
这时候合成氨工艺就闪亮登场啦。
这个工艺就是要把空气中取之不尽的氮气，和氢气反应，生成氨气。
氨气可不得了，它是制造化肥的关键原料，有了它，农作物就能茁壮成长，就像给植物吃了超级营养餐。
2. 主要反应与原理。
反应式是N₂ + 3H₂⇌2NH₃。
这个反应可不容易呢，它是一个可逆反应。
就像两个人在拔河，氮气和氢气在一头，氨气在另一头，得想办法让这个平衡朝着生成氨气的方向移动。
通常会在高温（400 500°C）、高压（10 30MPa）的条件下，再加上铁触媒做催化剂，来促进这个反应。
3. 工艺流程简述。
首先呢，得把原料准备好。
氢气的来源有很多，比如可以从水煤气变换反应得到。
氮气就直接从空气中分离出来，空气里氮气占了大概78%呢。
然后把氢气和氮气按照一定的比例混合，送进合成塔。
在合成塔里，在高温高压和催化剂的作用下，它们就开始反应啦。
但是反应不会一次就完全进行，生成的氨气会被分离出来，没反应完的氢气和氮气再循环回去继续反应，就像工人在流水线上，没做好的产品重新加工一样。
4. 实际应用与意义。
合成氨工艺简直就是农业的大救星。
有了大量的氨气，就能生产出各种各样的氮肥，像尿素、碳酸氢铵等。
这些化肥让粮食产量大幅提高，养活了世界上好多好多人。
而且氨还可以用来制造硝酸等化工产品，在工业上也是相当重要的。
二、石油炼制工艺。
1. 工艺背景与目的。
石油就像一个大宝藏，里面有各种各样有用的东西。
但是刚从地下开采出来的石油可不能直接用哦。
石油炼制工艺就是要把这个黑乎乎、黏糊糊的石油变成我们日常生活中能用得上的东西，比如汽油、柴油、煤油、润滑油等。
2. 主要反应与原理。
石油炼制里有好多反应呢。
比如说分馏，这就像把不同大小的珠子分开一样。
石油是由各种碳氢化合物组成的混合物，根据它们沸点的不同，可以在分馏塔里把它们分开。
(完整版)合成氨生产工艺及其意义
论文名称合成氨生产工艺及其意义氨是重要的无机化工产品之一，合成氨工业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。
我国合成氨装置很多，但合成氨装置的控制水平都比较低，大部分厂家还停留在半自动化水平，靠人工控制的也不少，普遍存在的问题是：能耗大、成本高、流程长，自动控制水平低。
这种生产状况下生产的产品成本高，市场竞争力差，因此大部分化肥行业处于低利润甚至处于亏损状态。
为了改变这种状态，除了改变比较落后的工艺流程外，实现装置生产过程优化控制是行之有效的方法。
合成氨生产装置是我国化肥生产的基础，提高整个合成氨生产装置的自动化控制水平，对目前我国化肥行业状况，只有进一步稳定生产降低能耗，才能降低成本，增加效益。
而实现合成氨装置的优化是投资少、见效快的有效措施之一。
合成氨装置优化控制的意义是提高整个合成氨装置的自动化水平，在现有工艺条件下，发挥优化控制的优势，使整个生产长期运行在最佳状态下，同时，优化系统的应用还能节约原材料消耗，降低能源消耗，提高产品的合格率，增强产品的市场竞争能力。
关键字合成氨农业化学肥料意义摘要 (2)关键字 (2)目录 (3)正文 (4)一前言 (4)1.1 物理性质 (4)1.2化学性质 (4)二合成氨工业产品的用途 (5)2.1氨气用途 (5)2.2氨水用途 (5)三合成氨的生产工艺及影响因素 (5)3.1 原料气制备 (5)3.1.1 一氧化碳变换过程 (6)3.1.2 脱硫脱碳过程 (6)3.1.3 气体精制过程 (6)3.1.4 氨合成 (7)3.2 影响合成氨的因素 (7)3.2.1 温度对氨合成反应的影响 (7)3.2.2 压力对氨合成反应的影响 (7)3.2.3 空速对氨合成反应的影响 (7)3.2.4 氢氮比对氨合成反应的影响 (8)四.合成氨工艺流程图 (8)五．研究现状 (8)六.发展趋势 (9)6.1原料路线的变化方向 (9)6.2节能和降耗 (10)6.3产品联合生产 (10)7.1合成氨对农业的意义 (10)7.1.1提高粮食产量 (10)7.1.2提高土壤肥力 (10)7.1.3发挥良种潜力 (11)7.1.4补偿耕地不足 (11)7.2合成氨对工业生产的意义 (11)7.3合成氨对其他行业的意义 (12)致谢 (13)参考文献 (14)一前言合成氨是化工的重要组成部分，在国民经济中有相当重要的位置。
合成氨工艺简介课件
通过大数据和人工智能技术，对合成氨生产过程 进行实时监测和数据分析，实现生产过程的优化 和智能化决策。
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合成氨的发展历程
总结词
合成氨的发展经历了多个阶段，技术的不断改进和创 新推动了合成氨工业的发展。
详细描述
合成氨技术的发展历程可以追溯到19世纪末期，当时 科学家们开始探索将氮气和氢气合成为氨气的方法。经 过多次试验和改进，1909年德国化学家哈伯（Fritz Haber）开发出了采用铁催化剂的高压合成氨工艺，并 在随后的几年中不断完善。随着技术的不断改进和创新 ，合成氨的产量和效率逐渐提高，推动了合成氨工业的 发展。如今，合成氨技术已经广泛应用于全球范围内， 为人类的生产和生活提供了重要的化工原料。
少对环境的污染。
废水处理
建立废水处理设施，对工艺过程中 产生的废水进行处理，达到排放标 准后再排放。
废弃物回收利用
对工艺过程中产生的废弃物进行回 收利用，减少对环境的负担。
04
合成氨工艺的未来发展
新技术的研发与应用
新型催化剂
研发高效、低成本的新型催化剂 是合成氨工艺未来的重要方向， 以提高合成氨的效率和选择性。
二氧化碳脱除
采用化学或物理方法脱除原料气中的二氧化碳，以防止其在 后续的合成过程中形成氨的碳化物。
氨的合成
01
02
03
合成塔
原料气在高温、高压条件 下进入合成塔，与催化剂 接触，发生反应生成氨。
氨的分离
从合成塔出来的气体中， 氨被冷凝分离出来，未反 应的氢气和氮气循环回到 合成塔继续反应。
氨的储存与运输
研究新型高效催化剂，降 低反应活化能，提高原料 的转化率。
降低能耗
高中化学素材集锦 10 合成氨的发展及意义
合成氨的发展及意义
（1）合成氨的发展
1909年7月2日哈伯在实验室采用600℃、200个大气压和用金属铁作催化剂的条件下，人工固氮成功。
此后哈伯提出了原料气循环使用的合理建议；波施也解决了从水煤气中获得氢气的问题。
1910年化学家米塔斯研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的高效铁催化剂。
1911年巴登公司在德国奥堡建成世界第一座日产30 吨合成氨的工厂。
人称这种合成氨方法为“哈伯－波施法”，这是具有世界意义的人工固氮技术的重大成就。
（2）合成氨的意义
合成氨是化工生产实现高温、高压、催化反应的第一个里程碑。
合成氨的原料来自空气、煤和水，因此是最经济的人工固氮法，从而结束了人类完全依靠天然氮肥的历史，给世界农业发展带来了福音，为工业生产、军工需要的大量硝酸、炸药解决了原料问题，在化工生产上推动了高温、高压、催化剂等一系列的技术进步。
合成氨的意义和价值
合成氨的意义和价值合成氨是一种重要的化学品，具有广泛的应用和巨大的经济价值。
它是由氮气和氢气通过催化剂反应合成的，因此也被称为氮合成。
合成氨的意义和价值体现在以下几个方面：1. 农业领域中的应用合成氨是制造化肥的原料之一，而化肥是农业生产中必不可少的营养来源。
氨气可以与二氧化碳反应生成尿素，尿素是一种高效的氮肥，可以提供植物所需的氮元素，促进作物生长和增加产量。
合成氨的广泛应用在农业中起到了重要的推动作用，支撑着全球粮食生产的发展。
2. 工业生产中的应用合成氨作为工业原料，被广泛应用于多个领域。
首先，在化工领域中，合成氨是制造尿素、硝酸、硝酸铵等化学品的重要原料。
尿素是全球最主要的氮肥，硝酸和硝酸铵被用于制造炸药和火箭燃料。
其次，在石油工业中，合成氨可以用于催化剂的制备，提高炼油过程中的效率。
此外，合成氨还可以用于制造合成纤维、塑料、胶粘剂、清洁剂等，广泛应用于化学工业。
3. 能源领域中的应用合成氨在能源领域的应用也具有重要意义。
合成氨可以作为氢能源的储存和运输媒介，通过氨解离反应可以释放出氢气，供应给燃料电池，产生清洁能源。
此外，合成氨也可以作为燃料直接使用，与空气混合后可以燃烧释放出大量的热能，用于发电和供暖。
这些应用将有助于减少对传统化石燃料的依赖，推动可持续能源的发展。
4. 环境保护中的应用合成氨在环境保护中也发挥着重要作用。
合成氨可以用于废水处理，通过与废水中的重金属离子结合形成难溶物沉淀，从而将重金属污染物去除。
此外，合成氨还可以作为脱硫剂，用于煤炭燃烧过程中的烟气脱硫，减少二氧化硫的排放，降低大气污染物的浓度。
合成氨的意义和价值不可忽视。
它在农业、工业、能源和环境保护等领域都具有广泛的应用，并为人类的生产和生活带来了巨大的经济效益和社会效益。
随着科学技术的不断进步和应用的拓展，合成氨的价值还将不断得到挖掘和发展，为人类的可持续发展做出更大的贡献。
（完整word版）合成氨的工艺流程
（完整word版）合成氨的工艺流程合成氨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1909年提出了工业氨合成方法，即“循环法”，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。
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+H2OH→2+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。
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论文名称合成氨生产工艺及其意义氨是重要的无机化工产品之一，合成氨工业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。
我国合成氨装置很多，但合成氨装置的控制水平都比较低，大部分厂家还停留在半自动化水平，靠人工控制的也不少，普遍存在的问题是：能耗大、成本高、流程长，自动控制水平低。
这种生产状况下生产的产品成本高，市场竞争力差，因此大部分化肥行业处于低利润甚至处于亏损状态。
为了改变这种状态，除了改变比较落后的工艺流程外，实现装置生产过程优化控制是行之有效的方法。
合成氨生产装置是我国化肥生产的基础，提高整个合成氨生产装置的自动化控制水平，对目前我国化肥行业状况，只有进一步稳定生产降低能耗，才能降低成本，增加效益。
而实现合成氨装置的优化是投资少、见效快的有效措施之一。
合成氨装置优化控制的意义是提高整个合成氨装置的自动化水平，在现有工艺条件下，发挥优化控制的优势，使整个生产长期运行在最佳状态下，同时，优化系统的应用还能节约原材料消耗，降低能源消耗，提高产品的合格率，增强产品的市场竞争能力。
关键字合成氨农业化学肥料意义摘要 (2)关键字 (2)目录 (3)正文 (4)一前言 (4)1.1 物理性质 (4)1.2化学性质 (4)二合成氨工业产品的用途 (5)2.1氨气用途 (5)2.2氨水用途 (5)三合成氨的生产工艺及影响因素 (5)3.1 原料气制备 (5)3.1.1 一氧化碳变换过程 (6)3.1.2 脱硫脱碳过程 (6)3.1.3 气体精制过程 (6)3.1.4 氨合成 (7)3.2 影响合成氨的因素 (7)3.2.1 温度对氨合成反应的影响 (7)3.2.2 压力对氨合成反应的影响 (7)3.2.3 空速对氨合成反应的影响 (7)3.2.4 氢氮比对氨合成反应的影响 (8)四.合成氨工艺流程图 (8)五．研究现状 (8)六.发展趋势 (9)6.1原料路线的变化方向 (9)6.2节能和降耗 (10)6.3产品联合生产 (10)7.1合成氨对农业的意义 (10)7.1.1提高粮食产量 (10)7.1.2提高土壤肥力 (10)7.1.3发挥良种潜力 (11)7.1.4补偿耕地不足 (11)7.2合成氨对工业生产的意义 (11)7.3合成氨对其他行业的意义 (12)致谢 (13)参考文献 (14)一前言合成氨是化工的重要组成部分，在国民经济中有相当重要的位置。
氨是化学工业的重要原料之一，用途十分广泛。
以氮和氢为原料合成氨，是目前世界上采用最广泛，也是最经济的一种方法。
氨的用途很广。
以氨为主要原料可以制造各种氮素肥料和复合肥料。
氨本身就是一种高效肥料，液氨含氮82.3%，一些国家已大规模直接施用液氨。
可见，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着十分重要的作用。
解放前中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2009年达到7021.9万吨，成为世界上产量最高的国家。
中国引进了一批年产30万吨氮肥的大型化肥厂设备。
中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。
改革开放以来，我国合成氨工业发展很快，产量不断增加，在原料气制造方面，基本掌握了煤、油、气不同原料的气化技术。
为了满足我国社会主义建设发展的需要，在发展煤炭加工业的同时，还积极开发石油和天然气资源，开展综合利用，逐步扩大了合成氨工业的原料来源。
近年来，由于透平式离心压缩机和电子计算机自动控制等新技术的应用，使我国合成氨工业朝现代化方向迈进了一步。
但是，单位氨产量的能量消耗、劳动生产率等方面和工业发达国家相比仍有较大差距。
但是人均的化肥产量（吨/人·年）和单位种植面积施肥量仍然较低。
合成氨的工业的迅速发展，也促进了高压、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、低温等科学技术的发展。
同时尿素的甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是在合成氨工业的基础上发展起来的。
所以合成氨工业在国民经济中占有十分重要的地位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。
1.1 物理性质无色气体,有刺激性恶臭味。
分子式NH3。
分子量17.03。
相对密度0.7714g/l。
熔点-77.7℃。
沸点-33.35℃。
自燃点651.11℃。
蒸气密度0.6。
蒸气压1013.08kPa(25.7℃)。
1.2化学性质蒸气与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。
氨在20℃水中溶解度34%,25℃时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂[1]。
水溶液呈碱性,0.1N水溶液PH值为11.1。
液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。
遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。
与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。
不能与下列物质共存:乙醛、丙烯醛、硼、卤素、环氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化银、硫、锑、双氧水等。
二合成氨工业产品的用途2.1氨气用途工业上用氨气来通过氧化制造硝酸，而硝酸是重要的化工原料。
还可以制造化肥。
2.2氨水用途a.氨水是实验室重要的试剂b.军事上作为一种碱性消毒剂，用于消毒沙林类毒剂。
常用的是10%浓度的稀氨水（密度0.960），冬季使用浓度则为20%。
c.无机工业用于制选各种铁盐。
d.毛纺、丝绸、印染等工业用于洗涤羊毛、呢绒、坯布，溶解和调整酸碱度，并作为助染剂等。
e.有机工业用作胺化剂，生产热固性酚醛树脂的催化剂。
f.医药上用稀氨水对呼吸和循环起反射性刺激，医治晕倒和昏厥，并作皮肤刺激药和消毒药。
g.也用作洗涤剂、中和剂、生物碱浸出剂。
还用于制药工业，纱罩业，晒图等。
三合成氨的生产工艺及影响因素3.1 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。
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。
3.1.1 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+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ[2]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。
3.1.2 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。
[3]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(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
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。
3.1.3 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 0298HΔ3.1.4 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/mol3.2 影响合成氨的因素3.2.1 温度对氨合成反应的影响氨合成反应是一个可逆放热反应。
当反应温度升高时，平衡向着氨的分解方向移动；温度降低反应向着氨的生成方向移动。
因此，从平衡观点来看，要使氨的平衡产率高，应该采取较低的反应温度。
但是从化学反应速度的观点来看，提高温度总能使反应的速度加快，这是因为温度升高分子的运动加快，分子间碰撞的机率增加，同时又使化合时分子克服阻力的能力加大，从而增加分子有效结合的机率[4]总之，温度低时，反应有利于向合成氨的方向进行，但是氨合成的反应速度较低；提高温度不利于向氨的合成方向移动，但反应速度可以增加。
在实际生产中反应温度的选择主要决定于氨合成催化剂的性能。
3.2.2 压力对氨合成反应的影响氨的合成反应是一个分子的氮与三个分子的氢结合生成两个分子的氨，即氨合成反应是分子数目减少、体积缩小的反应，提高压力，可使反应向着生成氨的方向进行。