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合成氨
高温高压
合成氨的化学方程式如下：
催化剂
N2 + 3H2 2NH3 + Q
根据化学方程式，从化学反应速率和化学平衡的角度，从以下方面考虑：
（1）温度的选择：
从化学反应速率的角度考虑，温度越高，反应速率越快。
从化学平衡的角度考虑，合成氨是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，不利于合成氨。
从催化剂角度考虑，目前使用的合成氨有效的催化剂都是铁催化剂，它在450℃～500℃左右时催化能力最强。
综合考虑：合成氨选择的温度在450℃～500℃左右。
（2）压强的选择：
从化学反应速率的角度考虑，压强越大，反应速率越快。
从化学平衡的角度考虑，合成氨反应是气体分子数缩小的反应，压强越大，越有利于合成氨的反应，平衡向正反应方向移动。
从设备和动力的角度考虑，压强越大，需要的动力也越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高。
综合考虑：合成氨选择的压强在25MPa～50MPa。
（3）催化剂的选择：
从化学反应速率的角度考虑，加入合适的催化剂，反应速率加快。
从化学平衡的角度考虑，催化剂不会影响化学平衡。
由于N2与H2在通常情况下很难反应，因此选择合适的催化剂有利于合成氨工业。
目前，合成氨工业上选择的催化剂较多的是以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒。
（4）其他方面：
①及时从反映混合物中移走氨（氨比氮气和氢气易液化，由于合成氨压强很大，只要稍微降低温度，氨就成为液体，工业上常将混合气通过水冷凝器，再通过氨分离器将氨分离出来。）
②氮气和氢气循环使用，并不断补充氮气和氢气。
合成氨可以分为3个阶段：
（1）原料气的制备、净化和压缩：
合成氨需要的氮气，取自于空气。用空气制取氮气，通常有两种方法：一是将空气先液化，然后将其中的氮气气化，再使氮气与其他液体物质分离（氮气沸点低）；二是将空气中的氧气与焦炭作用，生成二氧化碳，再让所得的混合气体通过氨水，就能除去二氧化碳，得到氮气。而吸收二氧化碳后得到的铵盐可作为产品--化肥进入市场。
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氢气源于水和燃料。可以将水蒸气通过灼热的焦炭层，使水蒸气跟焦炭发生化学反应，生成CO和H2。
C + H2O（g） CO + H2 - Q
焦炭与水蒸气的反应是吸热反应，该反应需要的热量可由空气与焦炭反应（生成氮气）生成二氧化碳时放出的热量提供。
工业生产中，在催化剂作用下，CO还可以再跟水蒸气进行化学反应，生成CO2和H2，这一反应不仅除去了CO，而且增加了H2的量。除去CO2后即可得到所需的原料气。
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现代合成氨工业通常用石油、天然气、焦炉气、炼厂汽等代替焦炭。因为这些燃料中都含有大量的碳氢化合物，这些碳氢化合物（以CH4为例）在一定条件下可以跟氧气或者水蒸气进行化学反应，生成CO和H2。
CH4 + H2O（g） CO + 3H2
在制取原料气的过程中，常混有不同数量的其他杂质，而合成氨所需的是纯净的氮气和氢气，所以必须将这些杂质除去，否则这些杂质会使催化剂“中毒”。清除杂质的过程叫做原料气的净化。
由于氨的合成是在高压下进行的，所以在氨的合成之前，还需将氮、氢混合气体用压缩机压缩至高压。综上所述，生产合成氨所需的原料是空气、水和一些燃料（