之后氨含量的调节也会来考虑反应压力。随着压力提增，氨合成的速度也变快，合成塔进口处氨量越高，压力就越小。反应速率，进口处氨的含量要小。

1。4。5 催化剂

很多金属可用于氨合成时的催化，Fe、Pt、W、Mn和Na等。主要成分是铁的催化剂拥有诸多优点，所以铁催化剂被大量实用。在还原之前使用铁催化剂还原氢和氮催化剂的催化剂，铁氧化物是除Fe2O3和FeO之外的主要成分，各种催化剂。还需要促进剂。

在催化剂起作用前其氧化铁的成分，与催化活性有关系，当二价铁Fe2+：三价铁Fe3+之比Fe2+:Fe3+=0。5，催化剂活性最佳[8]。刚开始时，温度在439℃~469°C，应选用0。61mm~3。71mm颗粒直径的;反应快结束时，温度在422℃~441°C，使用粒径8。2mm~15mm的催化剂好。

1。5 合成氨的原理流程论述 

原理流程是合成氨的框架，原理流程示意图如下图：

图1。1 原理流程示意图

这是合成氨反应的总框架，由此展开设计。

整个系统的生产过程有以下部分：

(1) 造气：制造含有氢气、氮气的混合气体作为反应原材料。氨是由3份氢气和1份氮气在一定条件下合成的，制取氢、氮的原料气是合成氨生产的第一步。

(2) 原料气的净化：采用煤和天然气等原料制得的氢、氮原料气中都含有硫化物、一氧化碳、二氧化碳，这些杂质都是氨合成催化剂的毒物。因此氢、氮原料气在氨合成之前，必须将这些杂质脱除。有混合气脱硫、转化、变换、脱碳、甲烷化等流程。

(3) 氨的合成：将净化后氢、氮混合气压缩至高压，在铁催化剂与高温条件下合成为氨。合成的氨再进行冷却分离，得到产品液氨，将分离后剩余混合气体再输回到合成装置，与原料气补充后继续反应。

(4) 分离氨：将合成后的产物混合气中的氨再分出。 

2 工艺流程设计

2。1 工艺路线及其基本原理

2。1。1 工艺路线

反应气体先从冷交换器出发，进入合成塔，随后沿合成塔内部间隙出塔到冷却塔，与之前另外的冷交换机出来的冷却后气体混合，进入换热器，在管间换热后入合成塔，有三路调节合成塔2、3、4层温度。有一路调节1层反应温度，还有一路主线气体，通过下部换热器管间换热，后由上往下到换热器下部分，出塔、进入废热锅炉，产水蒸气，再分成2股气，1股进换热器换热，另一股进锅炉，和预热器的水换热，后在换热器会合，又入水冷却器，经过循环水冷却后到氨分离器，再分离器和循环机加压循环气，滤油器后冷交换器，换热压缩经过新鲜循环气然后进滤油器、氨冷器，在被液氨冷凝后再到冷交换器，冷交换器分离后液氨去氨库气体再出塔，到合成塔完成一次循环。

图2。1 合成氨的工艺流程图

2。1。2 化学反应

化学反应方程式：       ΔHθ = -92。44kJ/mol

特点：放热、反应后物质量（mol）减少，也是典型的可逆反应【8】。

这个反应的热效应，取决于温度，还有其所处的环境压力和反应原材料气体组成有关。常温度常压下不能反应、常压下在活性温度，氨合成转化率也很低。所以要在高压力下进行。虽然它的转化率仍然很低，但因为采用了循环反应方法，所以原材料使用率很高。因此，在氨合成过程中，最需要考虑的不是原料的转化率，而是降低反应中能源损耗和改善生产装置。这些技术经济问题比较重要。

2。2 合成氨常见工艺方法

氨的合成：将经过处理的纯度高的反应原材料氢氮混合气体在催化剂帮助下尽可能地合成为氨，最终为液氨的形式保存。合成氨的生产顺序如下：