氨氣工業制法：空氣中的氮氣加氫
氨氣工業制法工藝特點：高壓催化
工藝流程有很多方案,世界各國采用的也不盡相同.目前世界上比較先進的有布朗三塔三廢鍋氨合成圈、伍德兩塔兩廢鍋氨合成圈、托普索S-250型氨合成圈和卡薩里軸徑向氨合成工藝.
合成與冷凍工段的有效能損耗占全裝置的15%左右.流體流動、壓縮、傳熱、冷凍、化學反應等諸方面的有效能損耗相當.降低這些能耗的關鍵在于催化劑,如能找到一種低溫高活性催化劑,則操作壓力就可降低,壓縮功和循環功也可降低.氨合成反應是放熱反應,合理回收能量是降低能耗的一個方面,適當增大一些反應設備和通氣截面,就可降低傳熱、流動和化學反應的不可逆損耗.減少弛放氣,降低新鮮氣的單耗是降低能耗的重要方面.
隨著大型化的發展,氨合成圈已成為降低合成氨能耗的主要單元之一.近代大型氨合成裝置的代表設計有三種：
1）布朗的三塔三廢鍋氨合成圈
布朗三塔三廢鍋氨合成圈由3個合成塔和3個廢鍋組成.塔內有催化劑筐,氣體由外殼與筐體的間隙從底部向上流過,再由上向下軸向流過催化劑床.三塔催化劑裝填量比二塔多,最終出口氨含量可以從16.5%提高到21%以上,減少了循環氣量,節省了循環壓縮功.合成塔控制系統非常簡單,各塔設有旁路用閥門調節氣體入塔溫度.由于氨合成反應平衡的限制,決定了催化劑溫度,不需要調節催化劑床層反應溫度.
2）伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈
伍德兩塔三床兩廢鍋氨合成圈采用兩個較小的合成塔,3個催化劑床,兩塔塔后各連一個廢鍋.這種結構使反應溫度分布十分接近最優的反應溫度,氣體的循環量和壓降小,投資和能耗節省,副產高壓蒸汽多.
3）托普索兩塔三床兩廢鍋氨合成圈
托普索S-250系統采用無下部換熱的S-200合成塔和S-50合成塔組成.還包括：（1）廢鍋和鍋爐給水換熱器回收廢熱；（2）合成塔進出氣換熱器,水冷器,氨冷器和冷交換器,氨分離器及新鮮氣氨冷器等.合成塔為徑向流動催化劑床,采用1.5mm～3mm小催化劑,壓降為0.3MPa.由S-200型塔出來的合成氣,經廢熱鍋爐回收熱量,并保證入S-50型塔的合適溫度,以提高單程合成率。
此外還有：
生產方法： 生產合成氨的主要原料有天然氣、石腦油、重質油和煤（或焦炭）等.
1.天然氣制氨.天然氣先經脫硫,然后通過二次轉化,再分別經過一氧化碳變換、二氧化碳脫除等工序,得到的氮氫混合氣,其中尚含有一氧化碳和二氧化碳約0.1%～0.3%（體積）,經甲烷化作用除去后,制得氫氮摩爾比為3的純凈氣,經壓縮機壓縮而進入氨合成回路,制得產品氨.以石腦油為原料的合成氨生產流程與此流程相似.
2.重質油制氨.重質油包括各種深度加工所得的渣油,可用部分氧化法制得合成氨原料氣,生產過程比天然氣蒸氣轉化法簡單,但需要有空氣分離裝置.空氣分離裝置制得的氧用于重質油氣化,氮作為氨合成原料外,液態氮還用作脫除一氧化碳、甲烷及氬的洗滌劑.
3.煤（焦炭）制氨.隨著石油化工和天然氣化工的發展,以煤（焦炭）為原料制取氨的方式在世界上已很少采用.
氨主要用于制造氮肥和復合肥料,氨作為工業原料和氨化飼料,用量約占世界產量的12%.硝酸、各種含氮的無機鹽及有機中間體、磺胺藥、聚氨酯、聚酰胺纖維和丁腈橡膠等都需直接以氨為原料.液氨常用作制冷劑.
貯運 商品氨中有一部分是以液態由制造廠運往外地.此外,為保證制造廠內合成氨和氨加工車間之間的供需平衡,防止因短期事故而停產,需設置液氨庫.液氨庫根據容量大小不同,有不冷凍、半冷凍和全冷凍三種類型.液氨的運輸方式有海運、駁船運、管道運、槽車運、卡車運.
