存在下直接合成的氨，为一种基本无机化工流程。现代化学工业中，氨是化肥工业和

  结束后，转向为农业、工业服务。随着科学技术的发展，对氨的需要量日益增长。

  6月7日，国家发展改革委等5部门联合发布合成氨等4个行业节能降碳专项行动计划，部署系列重点任务。

  化学家哈伯(F.重赠妹Haber，1868-1934)从1902年开始危和嘱局研究由

  ”，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

  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

  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：

  很高，大约335kJ/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126kJ/mol～167kJ/mol，第二阶段的反应活化能为13kJ/mol。由于反应途径的改变（生成不稳定的中间

  。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的过程中，其活性从小到大，逐渐达到正常水平，这就是催化剂的

  。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显而易见地下降甚至被破坏，此现状称为催化剂的中毒。一般认为是由于催化剂表面的

  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

  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、

  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

  处理，活性也很难恢复。催化剂中毒会极度影响生产的正常进行。工业上为避免催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物，这样就要增添设备，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。

  一般为120合成氨需要的两种组分是H2和N2，因此就需要除去合成气中的CO。变换反应如下：CO+H2O→H2+CO2 ΔH=-41.2kJ/mol

  ，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

  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，为避免合成氨生产的全部过程催化剂的中毒，必须在氨合成工序前加以脱除，以天然气为原料的

  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

  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

  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)，

  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总含量小于10cm3/m3(

  分数)。因此，原料气在进入合成工序前，一定要进行原料气的最终净化，即精制过程。

  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，这样做才能够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

  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(

  (CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下，但要消耗有效成分H2，并且增加了惰性气体CH4的含量。

  CO2+4H2→CH4+2H2O=-165.1kJ/mol0298HΔ

  氨的合成是提供液氨产品的工序，是整个合成氨生产的全部过程的核心部分。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100故采用未反应氢

  ①天然气制氨。天然气先经脱硫，然后通过二次转化，再分别经过一氧化碳变换、二氧化碳脱除等工序，得到的氮氢混合气，其中尚含有

  简单，但需要有空气分离装置。空气分离装置制得的氧用于重质油气化，氮作为氨合成原料外，

  ）为原料制取氨的方式在世界上已很少采用。中国能源结构上存在多煤缺油少气的特点，煤炭成为主要的合成氨原料，天然气制氨工艺则受到严格限制。[1]

  较为合理。中国有两个研究组于1973—1974年间，不约而同地提出了含钼铁的三核、四核

  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

  还原制出的NH3的量相当微少。因此迫切地需要从理论上深入分析，以便找出突破的途径。

  此外，为保证制造厂内合成氨和氨加工车间之间的供需平衡，防止因短期事故而停产，需设置

  库。液氨库根据容量大小不同，有不冷冻、半冷冻和全冷冻三种类型。液氨的运输方式有海运、驳船运、管道运、

  产量仅0.6万吨，而1982年达到1021.9万吨，变成全球上产量最高的

  之一。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

  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。

  合成氨是重要的化工原料和农业肥料，产量常年保持在5000万吨左右。有约11%的产能能效达不到基准水平，节能降碳潜力巨大。

  6月7日，国家发展改革委等5部门联合发布钢铁、炼油、合成氨、水泥4个行业节能降碳专项行动计划，部署系列重点任务。

  包括2024—2025年，通过实施节能降碳改造和用能设备更新，钢铁、炼油、合成氨、水泥行业形成节能量约3200万吨标准煤，减排二氧化碳约8400万吨。到2025年底，钢铁、炼油、合成氨、水泥行业能效标杆水平以上产能占比均达到30%，能效基准水平以下产能完成技术改造或淘汰退出。

  2021年11月，中国科学院大连化学物理研究所研究员陈萍、郭建平团队与丹麦技术大学教授Tejs Vegge团队等合作，首次将配位氢化物材料应用于催化合成氨反应中，开发了一类新型碱（土）金属钌基三元氢化物催化剂，实现了温和条件下氨的催化合成。相关成果发表于《自然—催化》。