合成氨工业的发展
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1963和1966年美国凯洛格公司先后建成世界上第 一座日产540t和900t氨的单系列装置，显示出大 型装置具有投资少、成本低、占地少和劳动生产 率高等显著优点。
1972年建于日本千叶的日产1540t氨厂，是当时世 界上已投入生产的最大单系列装置。
现在，世界最大单系列新建装置为阿根廷 Profertil公司的2050吨/天装置，采用海尔德-托普 索技术。
原料构成改变
自从合成氨工业化后，原料构成经历了重大的变化。 煤造气时期 第一次世界大战结束，很多国家建
立了合成氨厂，开始以焦炭为原料。20年代，随着钢 铁工业的兴起，出现了用焦炉气深冷分离制氢的方法。 焦炭、焦炉气都是煤的加工产物。为了扩大原料来源， 曾对煤的直接气化进行了研究。1926年，德国法本公 司采用温克勒炉气化褐煤成功。第二次世界大战结束， 以焦炭、煤为原料生产的氨约占一半以上。
原料构成改变
烃类燃料造气时期 早在20～30年代，甲烷 蒸汽转化制氢已研究成功。50年代，天然气、 石油资源得到大量开采,由于以甲烷为主要组 分的天然气便于输送,适于加压操作，能降低 氨厂投资和制氨成本，在性能较好的转化催化 剂、耐高温的合金钢管相继出现后，以天然气 为原料的制氨方法得到广泛应用。
节能型合成氨工艺
3 ICI工艺 英国ICI公司的AM—V流程，除了采用布朗工
艺的一些节能措施外，最主要的特点是开发、 应用了在低温低压下活性好的氨合成Fe—C0 催化剂。 1988年，ICI公司又开发了流程简化、规模缩 小的LCA工艺，建成2套日产450t氨的装置， 吨氨能耗为29．31GJ，证明了中型合成氨装 置也可达到与大型合成氨装置相当的节能水平。
节能型合成氨工艺
1 凯洛格(Kellogg)工艺 美国凯洛格公司设计的第一套低能耗大型合成氨装置
于1983年建成投产，吨氨能耗为29．31GJ。2O世纪 9O年代后，该公司与英国石油公司(BP)合作开发的更 先进的合成氨工艺一KAAP和KRES组合技术，将吨 氨能耗降到25．96GJ一27．21GJ，这是对合成氨工 艺的重大突破。KAAP技术采用低温低压下高活性的 氨合成Fe系催化剂。KRES技术为自热式转化技术， 设备由换热式一段转化炉和绝热式二段转化炉组成， 从二段炉出来的热转化气通过换热向一段炉提供所需 全部热量，使能耗大为降低。
我国合成氨工业的发展历史
为了满足市场快速增长的需求，70年代，我 国建设了一批中型氮肥生产装置，合成氨单系 列装置的生产能力达到6-12万吨/年，主要氨 加工产品为尿素或硝酸铵，大部分装置采用我 国开发的以无烟煤为原料的固定层气化技术。
合成氨工业的发展历史及现状
早期氰化法
1898年，德国A.弗兰克等人发现空 气中的氮能被碳 化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与 过热水蒸气反应即可获得氨
CaCN2＋3H2O─→2NH3＋CaCO3 1905年，德国氮肥公司建成世界上第一座生产氰氨 化钙的工厂，这种制氨方法称为氰化法。第一次世界 大战期间，德国、美国主要采用该法生产氨，满足了 军工生产的需要。氰化法固定每吨氮的总能耗为153GJ （1G=109）,由于成本过高，到30年代被淘汰。
哈伯－博施法
1909年,德国物理化学家F.哈伯用锇（Os）催 化剂将氮气与氢气在17.5～20MPa和500～ 600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨, 并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成 氨的试验装置。
哈伯及其实验装置
而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温 下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿 命仅有80h以及合成氨用氮氢混合气的制造方法, 都被该公司的工程师C.博施所解决。
C. 博施
此时，德国国王威廉二世准备发动战争，急
需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药的理 想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国 奥堡建成世界上第一座日产30t合成氨的装置， 1913年9月9日开始运转,氨产量很快达到了设计能 力。人们称这种合成氨法为哈伯－博施法，它标 志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑。
原料构成改变
接着抗积炭的石脑油蒸汽转化催化剂研制成 功，缺乏天然气的国家采用了石脑油为原料。60 年代以后，又开发了源自文库质油部分氧化法制氢。到 1965年，焦、煤在世界合成氨原料中的比例仅占 5.8％。从此,合成氨工业的原料构成由固体燃料 转向以气、液态烃类燃料为主的时期。
合成氨技术发展过程
50年代以前,最大的氨合成塔能力不超过日产200t 氨,60年代初不超过日产400t氨。
节能型合成氨工艺
2 布朗(Braun)工艺 美国布朗公司的节能措施主要是减少燃料天然气用量，
即减少一段转化炉负荷(出口CH 含量从原10％提高至 30％左右)，增大二段转化炉负荷并在此加入过量空 气(产生大量反应热，提供残余CH 转化所需热量)，从 而使一段炉温降低，燃料天然气用量减少。同时，采 用深冷净化脱除过量的氮，并用燃气透平驱动空气压 缩机，吨氨能耗为28．4GJ。我国对引进的布朗装置 的一段转化炉采用了低水碳比节能技术，氨合成采用 了三塔三废热锅炉回路流程，利用余热产生高压蒸汽， 进一步降低了能耗。
印度尼西亚博廷拥有2000吨/天装置。巴斯夫在比 利时安特卫普运转着2060吨/天装置，由乌德公司 建设。
KBR公司在特立尼达建有3套1850吨/天装置，第 4套装置正在建设中，第3套装置由加勒比氮肥公 司运作，产能已达2000吨/天，所有这几套装置都 采用KBR公司KAAP技术（KBR先进合成氨工艺） 用于氨合成。
由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得 1918、1931年度诺贝尔化学奖。
其他国家根据德国发表的论文也进行了研究， 并在哈伯－博施法的基础上作了一些改进，先后 开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法 。
到30年代初合成氨成为广泛采用的制氨方法（表 2）。70年代以来，合成氨的生产不仅促进了如 高压、低温、原料气制造、气体净化、特殊金属 冶炼以及催化剂研制等方面的发展，还对一些化 学合成工业，如尿素、甲醇和高级醇、石油加氢 精制、高压聚合等起了巨大的推动作用。
1972年建于日本千叶的日产1540t氨厂，是当时世 界上已投入生产的最大单系列装置。
现在，世界最大单系列新建装置为阿根廷 Profertil公司的2050吨/天装置，采用海尔德-托普 索技术。
原料构成改变
自从合成氨工业化后，原料构成经历了重大的变化。 煤造气时期 第一次世界大战结束，很多国家建
立了合成氨厂，开始以焦炭为原料。20年代，随着钢 铁工业的兴起，出现了用焦炉气深冷分离制氢的方法。 焦炭、焦炉气都是煤的加工产物。为了扩大原料来源， 曾对煤的直接气化进行了研究。1926年，德国法本公 司采用温克勒炉气化褐煤成功。第二次世界大战结束， 以焦炭、煤为原料生产的氨约占一半以上。
原料构成改变
烃类燃料造气时期 早在20～30年代，甲烷 蒸汽转化制氢已研究成功。50年代，天然气、 石油资源得到大量开采,由于以甲烷为主要组 分的天然气便于输送,适于加压操作，能降低 氨厂投资和制氨成本，在性能较好的转化催化 剂、耐高温的合金钢管相继出现后，以天然气 为原料的制氨方法得到广泛应用。
节能型合成氨工艺
3 ICI工艺 英国ICI公司的AM—V流程，除了采用布朗工
艺的一些节能措施外，最主要的特点是开发、 应用了在低温低压下活性好的氨合成Fe—C0 催化剂。 1988年，ICI公司又开发了流程简化、规模缩 小的LCA工艺，建成2套日产450t氨的装置， 吨氨能耗为29．31GJ，证明了中型合成氨装 置也可达到与大型合成氨装置相当的节能水平。
节能型合成氨工艺
1 凯洛格(Kellogg)工艺 美国凯洛格公司设计的第一套低能耗大型合成氨装置
于1983年建成投产，吨氨能耗为29．31GJ。2O世纪 9O年代后，该公司与英国石油公司(BP)合作开发的更 先进的合成氨工艺一KAAP和KRES组合技术，将吨 氨能耗降到25．96GJ一27．21GJ，这是对合成氨工 艺的重大突破。KAAP技术采用低温低压下高活性的 氨合成Fe系催化剂。KRES技术为自热式转化技术， 设备由换热式一段转化炉和绝热式二段转化炉组成， 从二段炉出来的热转化气通过换热向一段炉提供所需 全部热量，使能耗大为降低。
我国合成氨工业的发展历史
为了满足市场快速增长的需求，70年代，我 国建设了一批中型氮肥生产装置，合成氨单系 列装置的生产能力达到6-12万吨/年，主要氨 加工产品为尿素或硝酸铵，大部分装置采用我 国开发的以无烟煤为原料的固定层气化技术。
合成氨工业的发展历史及现状
早期氰化法
1898年，德国A.弗兰克等人发现空 气中的氮能被碳 化钙固定而生成氰氨化钙（又称石灰氮），进一步与 过热水蒸气反应即可获得氨
CaCN2＋3H2O─→2NH3＋CaCO3 1905年，德国氮肥公司建成世界上第一座生产氰氨 化钙的工厂，这种制氨方法称为氰化法。第一次世界 大战期间，德国、美国主要采用该法生产氨，满足了 军工生产的需要。氰化法固定每吨氮的总能耗为153GJ （1G=109）,由于成本过高，到30年代被淘汰。
哈伯－博施法
1909年,德国物理化学家F.哈伯用锇（Os）催 化剂将氮气与氢气在17.5～20MPa和500～ 600℃下直接合成，反应器出口得到6％的氨, 并于卡尔斯鲁厄大学建立一个每小时80g合成 氨的试验装置。
哈伯及其实验装置
而在工业化过程中碰到的一些难题，如高温 下氢气对钢材的腐蚀、碳钢制的氨合成反应器寿 命仅有80h以及合成氨用氮氢混合气的制造方法, 都被该公司的工程师C.博施所解决。
C. 博施
此时，德国国王威廉二世准备发动战争，急
需大量炸药，而由氨制得的硝酸是生产炸药的理 想原料，于是巴登苯胺纯碱公司于1912年在德国 奥堡建成世界上第一座日产30t合成氨的装置， 1913年9月9日开始运转,氨产量很快达到了设计能 力。人们称这种合成氨法为哈伯－博施法，它标 志着工业上实现高压催化反应的第一个里程碑。
原料构成改变
接着抗积炭的石脑油蒸汽转化催化剂研制成 功，缺乏天然气的国家采用了石脑油为原料。60 年代以后，又开发了源自文库质油部分氧化法制氢。到 1965年，焦、煤在世界合成氨原料中的比例仅占 5.8％。从此,合成氨工业的原料构成由固体燃料 转向以气、液态烃类燃料为主的时期。
合成氨技术发展过程
50年代以前,最大的氨合成塔能力不超过日产200t 氨,60年代初不超过日产400t氨。
节能型合成氨工艺
2 布朗(Braun)工艺 美国布朗公司的节能措施主要是减少燃料天然气用量，
即减少一段转化炉负荷(出口CH 含量从原10％提高至 30％左右)，增大二段转化炉负荷并在此加入过量空 气(产生大量反应热，提供残余CH 转化所需热量)，从 而使一段炉温降低，燃料天然气用量减少。同时，采 用深冷净化脱除过量的氮，并用燃气透平驱动空气压 缩机，吨氨能耗为28．4GJ。我国对引进的布朗装置 的一段转化炉采用了低水碳比节能技术，氨合成采用 了三塔三废热锅炉回路流程，利用余热产生高压蒸汽， 进一步降低了能耗。
印度尼西亚博廷拥有2000吨/天装置。巴斯夫在比 利时安特卫普运转着2060吨/天装置，由乌德公司 建设。
KBR公司在特立尼达建有3套1850吨/天装置，第 4套装置正在建设中，第3套装置由加勒比氮肥公 司运作，产能已达2000吨/天，所有这几套装置都 采用KBR公司KAAP技术（KBR先进合成氨工艺） 用于氨合成。
由于哈伯和博施的突出贡献，他们分别获得 1918、1931年度诺贝尔化学奖。
其他国家根据德国发表的论文也进行了研究， 并在哈伯－博施法的基础上作了一些改进，先后 开发了合成压力从低压到高压的很多其他方法 。
到30年代初合成氨成为广泛采用的制氨方法（表 2）。70年代以来，合成氨的生产不仅促进了如 高压、低温、原料气制造、气体净化、特殊金属 冶炼以及催化剂研制等方面的发展，还对一些化 学合成工业，如尿素、甲醇和高级醇、石油加氢 精制、高压聚合等起了巨大的推动作用。