合成氨装置设备设计人

㈠ 侯虞钧的介绍

福建省福州市人，1941级校友。历任浙江大学科学技术研究所副所长，国务院学位委员会第一、二届学科评议组成员，国家教委科技委员会化工与工业化学学科组第一、二届成员 ，国家科委化学工程学科组成员。第三、五届全国人大代表，第七届全国政协委员。1997年10月当选为中国科学院院士。在化工热力学状态方程与相平衡方面做了较系统的研究，五十年代与J.J.Martin 共同提出了一个气体状态方程，后被称为马丁--侯（MH）方程，为国内外许多专著和教科书所引用。并被国内外应用于大型合成氨装置的设计及其他化工计算中。

㈡ 哈伯法合成氨的发明

哈伯首先进行一系列实验，探索合成氨的最佳物理化学条件。在实验中他所取得的某些数据与能斯特的有所不同，他并不盲从权威，而是依靠实验来检验，终于证实了能斯特的计算是错误的。在一位来自英国的学生洛森诺的协助下，哈伯成功地设计出一套适合于高压实验的装置和合成氨的工艺流程，这流程是：
在炽热的焦炭上方吹入水蒸汽，可以获得几乎等体积的一氧化碳和氢气的混和气体。其中的一氧化碳在催化剂的作用下，进一步与水蒸汽反应，得到二氧化碳和氢气。然后将混和气体在一定压力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了较纯净的氢气。
同样将水蒸汽与适量的空气混和通过红热的炭，空气中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧化碳而被吸收除掉，从而得到了所需要的氮气。
氮气和氢气的混合气体在高温高压的条件下及催化剂的作用下合成氨。但什么样的高温和高压条件为最佳？以什么样的催化剂为最好？这还必须花大力气进行探索。以楔而不舍的精神，经过不断的实验和计算，哈伯终于在1909年取得了鼓舞人心的成果。这就是在600℃的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下，能得到产率约为8%的合成氨。8%的转化率不算高，当然会影响生产的经济效益。哈怕知道合成氨反应不可能达到象硫酸生产那么高的转化率，在硫酸生产中二氧化硫氧化反应的转化率几乎接近于100%。怎么办？哈伯认为若能使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断地把反应生成的氨分离出来，则这个工艺过程是可行的。于是他成功地设计了原料气的循环工艺。这就是合成氨的哈伯法。

㈢ 哈伯不懈合成氨

完成氮的固定

19世纪中期，人们对植物生长的机理已经有了一定认识，越来越认识到氮元素对于生物的重要作用。氮是一切生物蛋白质组成中不可缺少的元素，因而它在自然界中对人类以及其他生物的生存有很重要的意义。自然界中氮的总含量约占地壳全部质量的0.04%，大部分是以游离状态存在于大气中，空气中含有约78%（体积分数）的氮气，是空气的主要组成部分。但是，不论是人还是其他生物（少数生物除外），都不能直接从空气中吸收这种游离状态的氮作为养料。植物只能靠根部从土壤中吸收含氮的化合物，转变成蛋白质；人和动物只能摄食各种植物和动物体内的蛋白质，补充需要。因此生物从自然界索取氮元素作为自身营养的问题最终归结为植物由土壤吸收含氮化合物的问题。

土壤中含氮化合物主要来源一是动物的排泄物或动植物的遗体进入土壤后转变形成；二是雷电促使空气中的氮气和氧气化合，形成氮的氧化物，溶于雨水中落进土壤；三是某些细菌，例如与豆科植物共生的根瘤菌，吸收空气中的氮气而生成一些含氮的化合物。但是这些来源远远不能满足大规模农业生产的需要，于是如何使大气中游离的氮转变成能为植物吸收的氮的化合物，也就是氮的固定，成为化学家们探索的课题。

这个课题在19世纪末首先取得突破。按发明时间先后，第一项是制取氰氨化钙（CaNCN）。1898年，德国夏洛登堡（Charlottenburg）工业学院教授弗兰克（Adolf Frank，1834-1916）和他的助手罗特（F．Rother）、卡罗（N．Caro）博士发现碳化钡在氮气中加热后生成氰化钡和氰氨化钡，接着发现碳化钙在氮气中加热到1000℃以上也能生成氰氨化钙：

CaC+N2══CaNCN+C弗兰克于1900年发现以过热水蒸气水解氰氨化钙可产生氨：

CaNCN+3H2O══CaCO3+2NH3↑这样，空气中游离的氮被固定成氰氨化钙和氨的含氮化合物，均可用作肥料。于是1904年在德国建立了第一个工业生产装置，1905年意大利也建起工厂，随后在美国、加拿大相继建厂。到1921年，氰氨化钙的世界产量达每年50万吨。但是从此以后停止建造新工厂，因为由氢和氮直接合成氨的工业兴起了。

第二项是氮气和氧气直接化合，生成氮的氧化物，溶于水后生成硝酸和亚硝酸，但也很快被合成氨的工业排挤。

第三项就是将氢气和氮气直接合成氨。

氨气，又称阿摩尼亚（ammonia）气。这个词来自古埃及太阳神Ammon（也拼写成Amon或Amen）。这是由于在古埃及Ammon神殿旁堆积着朝拜人骑的骆驼排泄的粪便和剩余的供品，经过长时间变化释放出来含氨的气体。在自然界中任何一种含氮有机物在没有空气的情况下分解时就产生氨。这种分解作用是由于受热或受细菌的作用发生的。在马厩里和下水道里可以检查到刺鼻臭味的氨。

1774年英国化学家普里斯特利（Joseph Piestley，1733-1804）加热氯化铵（NH4Cl）和氢氧化钙（Ca（OH）2）的混合物，利用排汞取气法，首先收集到氨气，称它为碱空气（alkalineair）。他已认识到氨气的水溶液具有碱性。由于氨易溶于水，所以采用排汞取气法收集。当时他把一切气体物质都称为“空气”。

1784年法国化学家贝托莱（Claude Louis Berthollet，1748-1822）分析了氨气，确定它是由氮和氢组成的。

最初的氨是来自炼焦工业副产的氨水，因为煤里面含有2%的氮，在炼焦过程中，一部分氮（约20%~25%）转变成氨，含在煤气中，用水把它洗出来，就是粗氨水，含氨不过1%，人们直接把含氨的煤气通入硫酸，制得硫酸铵（（NH4）2SO4），作为肥料。

自从19世纪以来，很多化学家试图由氮气和氢气合成氨，采用催化剂、电弧、高温、高压等手段进行试验，一直未能成功，以致有人认为氮气和氢气合成氨是不可能实现的。这是因为氮气和氢气化合成氨是可逆反应：

直到19世纪，在化学热力学、化学动力学和催化剂等这些学科取得一定进展后，才使一些化学家在正确理论指导下，对合成氨的反应进行了有效的研究。

取得成功的是德国化学家哈伯（Fritz Haber，1868-1934）。他在1901-1911年间对氮气和氢气直接合成氨进行了不懈地研究，哈伯和他的学生勒罗西尼奥尔（R．Le Rossignol）以及同事们进行了两万多次实验。1904年，他曾在常压和1000℃条件下将氮气和氢气通过铁，获得0.012%（体积分数）的氨产物。尽管产物中氨的浓度太低，缺乏经济效益，但他却没有停止实验。接着根据荷兰化学家范特荷甫（Jacobus Henricus Van’t Hoff,1852-1911）制定的化学动力学方程，哈伯计算出合成氨反应在常压和1000℃时的平衡常数，并按法国物理学家勒夏特列（Henry Louis Le Chatelier，1850-1936）提出的质量作用定律，计算出常压和不同温度下氨的平衡浓度，1907年又测定了大量合成氨反应平衡的实验数据。他通过上述工作，认识到合成氨不可能达到像硫酸生产那样高的转化率，于是考虑采用反应气体在高压下循环加工的办法，并从这个循环中不断将生成的氨分离出去，再配合选用有效的催化剂以取得成功。1908年哈伯申请了最初的合成氨专利，首次提出对氨合成气进行循环的意见，还提出在高压气体循环中实现热能回收的措施。1909年他又申请用锇和铀—碳化铀的混合物作为催化剂的专利；1910年5月他终于在实验室取得可喜成果。最初用锇作催化剂，在175千克力／厘米2压强和550℃温度下，在氮气和氢气反应后的混合气体中得到8%的氨；以后又用铀—碳化铀作为催化剂，在125千克力／厘米2压强和500℃温度下获得10%的氨。1910年5月18日他在德国卡尔斯鲁厄（Karlsruhe）（他曾是这个城市工业学院的化学教授）自然科学讨论会上发表演讲，并展示高压合成氨实验装置，宣告合成氨新工业的前途已经开拓。

贺炳昌。哈伯及世界上第一座合成氨厂。化学通报，1984（9）。

哈伯把成功的实验运用到工业生产中，与德国闻名的巴迪舍苯胺和纯碱工厂（Badische Anilin and Soda Fabrik（BASF））的化学家博许（Carl Bosch，1874-1940）、拉佩（F．Lappe）、米塔赫（Alwin．Mittash，1869-1953）等人进行合作。博许制成合成氨工业必需的高压设备；拉佩解决了高温、高压下机械方面的一系列难题；米塔赫研制成功用于工业合成氨的含少量三氧化二铝和钾碱助催化的铁催化剂。他们于1911年在德国路德维希港（Ludwig shafen）附近的奥堡（Oppau）建立起世界上第一座合成氨的工业装置，设置氨的年生产能力为9000吨，1913年9月9日开工，从此完成了氮的人工固定。哈伯因此荣获1918年诺贝尔化学奖，博许也荣获1931年诺贝尔化学奖。

哈伯虽然创造了挽救千百万饥饿生灵的方法，但却又设计了一种致人于死地的可怕武器。1915年4月22日下年5时左右，第一次世界大战爆发，德国将装有氯气的近6000个钢瓶、约180吨氯气打开散向面向守卫在比利时伊普尔城防线的加拿大盟军和法裔阿尔及利亚军队，造成1.5万人伤亡，其中5000人死亡，这是有史以来第一次把化学武器用于军事进攻中，是哈伯策划的。他的妻子伊梅瓦尔（Clara Immerwahr）是一位化学博士，曾恳求他放弃这项工作，遭到丈夫拒绝后用哈伯的手枪自杀。为此，哈伯遭到后人的谴责和唾骂。

㈣ 合成氨的发展历程是怎样的

德国化学家哈伯(F.Haber，1868-1934)从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。于1908年申请专利，即“循环法”，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上。这是工业普遍采用的直接合成法。

反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题，将氨产品从合成反应后的气体中分离出来，未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。

合成氨反应式如下(该反应为可逆反应，等号上反应条件为：“高温高压”，下为：“催化剂”)：

(4)合成氨装置设备设计人扩展阅读：

氨的主要用途：

氨的主要用途是氮肥、制冷剂、化工原料。无机方面主要用于制氨水、液氨、氮肥（尿素、碳铵等）、硝酸、铵盐、纯碱。有机方面广泛应用于合成纤维、塑料、染料、尿素等。

合成氨工业的特点：

1、农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。世界人口不断增长给粮食供应带来压力，而施用化学肥料是农业增产的有效途径。

氨水（即氨的水溶液）和液氨体本身就是一种氮肥；农业上广泛采用的尿素、硝酸铵、硫酸铵等固体氮肥，和磷酸铵、硝酸磷肥等复合肥料，都是以合成氨加工生产为主。

2、与能源工业关系密切。合成氨生产通常以各种燃料为原料，同时生产过程还需燃料供给能量,因此,合成氨是一种消耗大量能源的化工产品。每吨液氨的理论能耗为 21.28GJ,实际能耗远比理论能耗多，随着原料、工厂规模、流程与管理水平不同而有差异。

日产 1000t氨的大型合成氨装置生产液氨的实际能耗约为理论能耗的两倍（表2[ 大型氨厂生产合成氨的实际能耗]）。

3、工艺复杂、技术密集。氨合成是在高压高温和催化剂存在下进行的，为气固相催化反应过程。由于氨合成催化剂（见无机化工催化剂）很易受硫的化合物、碳的氧化物和水蒸气毒害（见催化剂中毒）。

而从各种燃料制取的原料气中都含有不同数量的这些物质，故在原料气送往氨合成前，需将有害物质除去。因此合成氨生产总流程长，工艺也比较复杂，根据不同原料及不同的净化方法而有多种流程（见氨）。

㈤ 哈柏对合成氨技术的贡献是什么

2.哈柏功不可没

从BASF公司的所在地路易港溯莱茵河而上，有一个地方叫卡尔斯鲁厄，此处有一所著名的大学叫卡尔斯鲁厄工程学院。该学院的化学教授弗里茨·哈柏，此时也因深受克鲁克斯警告的影响，开始致力于氨合成的研究工作。

1902年初，为了研究合成氨理论，哈柏去美国进行科学考察，他专程参观和访问了设在尼亚加拉的一座模仿自然界雷雨放电的生产固定氮的工厂。通过参观，使他对固定氮为氮氧化物和氨的研究产生了浓厚的兴趣。返回德国后，他便一头钻进了实验室，开始了这一划时代的研究工作。

1904年，维也纳的两位化工企业家——马古利斯兄弟，意识到这项工作的伟大意义，慕名来到卡尔斯鲁厄工程学院，正式与哈柏签订了研究氮氢元素合成氨的合同。从此，哈柏与其学生和助手全力以赴地投入了氨合成的试验研究。

哈柏研究氨的合成理论，是从可逆反应的平衡条件方面入手的。哈柏认为，仅有催化剂的知识是不够的，需要有对化学反应的新的理解——化学平衡理论，这个理论的核心就是：原料物质一般不会全部成为生成物质，同时，生成物质也会发生逆反应。在一定的反应条件下，即浓度、温度、压力之下，这种正逆反应是平衡的。

哈柏认识到，若根据这种思想调整反应条件，从前认为不可能的氨合成也许是可能的。哈柏首先想到，也许高温会进行这个反应。他按照他的思路开始进行实验，但是，结果却出乎意料，当温度升高到1000℃时，氨的产量才不过是原料体积的0.012％，这还不如低温度时的产量。但是，降低反应温度时，反应却又变得十分缓慢。哈柏认为，为了使化学反应加快，需要有适当的催化剂。

从1904年4月至1905年7月，这一年多时间里，虽然哈柏他们夜以继日地坚持在实验室里做着各种枯燥的试验，但几乎每次试验的结果都令人失望。于是，马古利斯兄弟见无利可图，便取消了对这个项目的资金支持，这样，哈柏就陷入了极度窘迫的境地。

与此同时，在柏林大学研究化学平衡理论的瓦尔特·赫尔曼·能斯特教授，也已投入了合成氨理论的研究，他亲自制造高压釜，进行高温、高压实验。经过实验，他发现哈柏的实验结果有问题，数字过大，实际上仅0.0032％，还要再小一个数量级，这就证明了哈柏的实验结果是不可行的。

瓦尔特·赫尔曼·能斯特为了使它的研究能够实现工业化，请求某个有名的化学公司制造设备，虽然它的压力并不算太高，但是，这个公司还是难以制出能耐住这样高温、高压的设备，于是，他犯了一个极大的错误，打消了实现工业化的念头，而埋头于实验室研究。

哈柏虽然在计算上有错，但在与能斯特的这场争论中，弄清了要使产量进一步提高就要对原料气——氮气和氢气施以高压、降低温度，并使用催化剂。

能斯特灰心了，哈柏却没有灰心，他从瓦尔特·赫尔曼·能斯特终止的地方开始了新的实验。此时，他不仅已经熟悉这个实验的理论，而且具备了成功的基础。

哈柏等人在化学平衡理论的指导下，开始一点一点地、耐心地进行试验，他们实验在什么样的压力和温度下产量能达到百分之几。他们还下大力气寻找最佳的催化剂，曾把能够禁受数百个大气压的反应容器镶嵌在枪弹壳里，用阿乌埃尔社团的瓦斯灯公司提供的铂、钨、铀等稀有金属，竭力寻找新的催化剂。

哈柏就是在这样的困境下，冒着高温、高压的危险继续试验。正当哈柏的试验研究屡遭失败而一筹莫展的关键时候，法国科学院院刊上报道了法国化学家采用高温、高压合成氨，而使反应器发生爆炸事故的消息。哈柏知道后深受启发，他果断地改变了试验条件，特别是提高了反应压力，并改进了工艺，终于取得了令人振奋的进展，合成氨的产量显著增加了。

1907年，哈柏等人选择锇或铀为催化剂，在约550℃和150至250个大气压的不寻常的高压条件下，成功地得到了8.25％的氨，第一次成功地制取了0.1公斤的合成氨，从而使合成氨有可能迈出实验室阶段。这无疑是一个具有实用价值的突破。而在此时，能斯特以50个大气压、685℃，以铂粉或细铁粉、锰做催化剂，却只取得了产量为0.96％的氨。哈柏的实验比能斯特的实验几乎高出8倍。

这一胜利极大地鼓舞了哈柏和他的助手们，他们预感到合成氨的试验研究已进入了实用化阶段，于是，又加紧对高温、高压合成氨工艺的研究。经过艰苦卓绝的试验研究，他们取得了一系列第一手的实验数据，大大加快了试验研究的步伐，不断取得令人振奋的新进展。

哈柏的科研成果极大地震动了欧洲化学界，化工实业界人士纷纷购买他的合成氨专利，独具慧眼的德国巴登苯胺纯碱公司捷足先登，抢先付给哈柏2500美元预订费，并答应购买他以后的全部研究成果。但公司中很多工程师，对钢制反应容器的赤热程度表示不安，对如此高压更感吃惊，因而对它的工业化持有怀疑。他们想起法国所发生的反应器爆炸的消息，担忧地说：“昨天爆炸的高压釜只有7个大气压。”言外之意，哈柏的高压实验条件也可能引起爆炸。

1909年，哈柏又提出了“循环”的新概念。所谓“循环”，就是让没有发生化学反应的氮气和氢气重新返回到反应器中去，把已反应的氨通过冷凝分离出来，这样，周而复始，以提高合成氨的获得率，使流程实用化。这一概念的提出，可以说是合成氨迈向工业化进程中具有决定性意义的重大突破。德国政府极为重视，立即接受和采用了这个新设想。

当年7月2日，哈柏在实验室制成了一座小型的合成氨装置模型，这是世界上第一个氨合成装置的模型。博施同他的部下米塔希一起，作为巴登苯胺纯碱公司的代表，前来接收哈柏的实验技术和装置。哈柏当场演示了他的合成氨装置，这种装置魔术般地以每小时0.08公斤的速度合成着氨。博施亲眼看到了液氨滴落的情况。前来观看的专家们共同认为，用不了多长时间，它将成为日产几吨的设备，从而清楚地预见了它的工业化的前景。

巴登苯胺纯碱公司立即买下了哈柏合成氨的专利权，并将其全部研究成果接收下来，双方还签订了协议，其要点是：不管生产工艺如何改进，合成氨的售价如何下降，巴登苯胺纯碱公司每售出1吨氨，哈柏分享10马克，其收入永不改变。

1919年，瑞典科学院考虑到哈柏发明的合成氨已在经济中显示出巨大的作用，经过慎重考虑，正式决定为哈柏颁发1918年度的世界科学最高的荣誉和奖励——诺贝尔化学奖，以表彰他在合成氨研究方面的卓越贡献，从此，他跻身于世界著名化学家的行列。

㈥ 合成氨是什么时候实现工业化生产的呢

3.实现工业化生产

1908年，在巴登苯胺纯碱公司工作的博施，已从一个无名之辈，跻身于世界著名化学家行列。当时，他正从事氮固定法工业化的研究。当他得到哈柏氨合成成功的消息后，就在巴登苯胺纯碱公司的大力支持下，开始把哈柏氨合成法发展为工业规模生产的工作。

此时，摆在博施面前主要有两项工作：一项是制造能经受住100至200个大气压和500℃左右高温的反应容器；另一个问题是找到适于大量生产的催化剂，因为锇和铀是稀有金属，尤其是它在500℃左右时变成气体状态，容器也许会爆炸，不适于工业化生产。

制造反应容器的工作是由博施本人承担的，他领导的实验室里有上千人的庞大科研队伍，他原来又是一位金属学专家，所以，他满怀信心。寻找催化剂的任务是由米塔希承担的，他是奥斯特瓦尔德的得意学生，加上BASF公司具有在工业上利用催化剂的丰富经验，早年从萘制造合成染料靛蓝的原料时，曾使用过水银催化剂。另外，该公司高纯度的硫酸也是用铂催化剂制造的。由于有这样一些优势，在博施和米塔希的面前，合成氨的工业化变得十分可能了。

这时，博施遇到的困难是制造耐高压反应塔的进展缓慢，若是实验室用的小型的反应器还比较容易，一旦制成工业用的大型反应塔，钢壁虽然厚达3厘米，但也仅仅使用3天就破裂了。

博施查看了破片后大为吃惊，他发现：由于在100~200个大气压下，氢气渗进钢里同其中的碳化物反应，生成了甲烷气而减弱了钢的内部组织，因而发生了破裂。博施现在更加惊叹高压的可怕了。

为了防止这一现象，就应改良反应塔内壁的结构，使高压氢气在那里缓和下来，找出使它不能渗入钢内部结构的办法。首先，博施在内壁衬上铜、青铜、纯银等各种金属进行试验，但立即就变成破破烂烂了，他提议用“熟铁”衬在里面再进行实验，也没有获得成功。研制工作陷入了僵局。

1911年2月的某一个晚上，博施在俱乐部里一边喝酒一边思考着解决的办法。因为熟铁是软的，由于高压的作用而使它紧贴在内壁上，就像通过口罩的氢气仍会使反应塔的强度削弱，怎样解决这个问题呢?在去往工厂的路上，他突然领悟到一个好的办法：在反应塔的壁上钻出许多小孔，让透过熟铁而进来的氢气跑掉。为此，反应塔制成双层结构就可以了。

熟铁衬里和在钢壁上开许多小孔，这是个很好的主意，这样，从前人们难以处理的耐高温、高压的反应塔——双层反应塔终于诞生了。这个反应塔，用双壁管代替了哈柏的单壁反应器，就是一个管子套在另一个管子里面，外管用普通钢制成，内管用合金钢制成。博施通过用合金钢代替碳钢解决了高温、高压下钢材脆裂的问题，也解决了反应室不能经受这么高的压力的难题，避免了爆炸事故的发生。

“氨合成的整个发展，很大程度上是依靠这个简单的解决办法。”这是博施在20年后获得诺贝尔化学奖的受奖演说中所说的。至此，实现工业化的障碍已经全部排除了。

接着，博施又进行了大量的实验，寻找适合既经济又不对气体杂质的作用过于敏感的催化剂。此时，他的助手米塔希已进行了大量试验。米塔希认为工业用的催化剂就是铁，为此，他试验了各个地方的铁。他用比银的价钱还要贵的纯铁，搞成各种各样的混合物，一个一个地试验下去。人们有时看到，在他的实验室里，排列着25~30个可以自由取出和装进催化剂的高约503厘米的实验用高压釜。在不到半年的时间里，即到1910年1月初，米塔希和博施发现，在天然磁铁矿中掺入少量碱金属和其他金属就能得到优良的催化剂。后来，他们又发现了氧化铁与少量的氧化铝混合物更为优良。1913年，经过2万次的反复实验，博施和米塔希终于成功地改进了哈柏的高压合成氨的装置和催化方法。为此，他们对2500种样品进行了6500次试验。

在博施和米塔希寻找催化剂的同时，1911年，巴登苯胺纯碱公司正式开始在路易港郊外奥帕乌建造世界上第一座合成氨工厂。到1913年9月，博施终于建成了整个工厂，包括从制造煤气发生炉起直到从压缩机出来的成品的装运设备的连续装置。曾在哈柏实验室里看起来像玩具似的反应塔，此时已成为高达8米、甚至12米的双层反应塔。

1913年9月9日，巴登苯胺纯碱公司建成的第一个合成氨工厂开始投入生产，实现了合成氨工业化的生产，获得了年产3.6万吨硫酸铵的成果。人工合成的硫酸铵被运往期待收获的农村里，从而促进了农业的发展。由于哈柏的合成氨理论，以及博施把哈柏氨合成法发展成工业化，因此，后来把该种氨生产法称为“哈柏—博施”法。

㈦ 杨浚的主要科学技术成就

1955年后，杨浚在任吉林化肥厂厂长期间，对工厂扩建采取分步实施和切实的技术保障相结合的措施，使得由前苏联原来设计的年产5万吨合成氨的设备逐步扩大到年产30万吨，成为中国最早的大型合成氨工厂。在这项工作中，杨浚在消化、吸收、创新引进技术方面，进行了开创性的探索。杨浚对扩建化肥厂的成功尝试，与他前一段时间从事化工生产工作积累的经验是分不开的。1949年，他在担任沈阳化工厂厂长期间，使这个因战争而残破的工厂，仅用1个月就恢复了部分生产。为了向社会提供化工产品，他组织人员设计和建设了氯苯、氯酸钾等生产装置，又将日军占领期间试验未成的过热汽缸油试验工作继续进行下去，并取得成功，产品满足了铁路机车的需要。
吉林化肥厂是前苏联援建的156项重点工程之一。杨浚在主持吉林化肥厂第1期工程建设中，经过深入调查和反复计算，发现从前苏联引进的这套设备，设计留有较大余地，生产工艺有保守、落后之处，备用设备较多，公用工程也有潜力。杨浚经过研究提出，化肥厂建设分3期进行：第1期工程，实现引进项目的施工、投产，可年产5万吨合成氨、4000吨甲醇、9万吨硝酸铵。第2期工程，化肥厂生产能力为年产12～14万吨合成氨。第3期工程，化肥厂生产能力为年产22万吨合成氨、2万吨甲醇，折合为24～25万吨合成氨；在此基础上进一步进行技术改造，有可能达到年产30万吨合成氨。
1957年，化工部部长彭涛到吉林检查工作。杨浚向彭涛汇报了关于化肥厂建设分3期进行的设想，彭涛表示赞成。随后在杨浚的组织下，开始了化肥厂2期扩建设计和建设工作。在这一工作中，杨浚提出的建议有：煤气发生工段采用小块焦炭富氧连续气化工艺，不仅可利用吉林电石厂生产的小块焦炭为原料，而且还可提高原料气的质量，实现增产；铜洗工段采用醋酸铜氨液来代替原苏联设计用的碳酸铜氨液，以除去原料气中的微量一氧化碳；由于合成氨原料气质量的提高，减少2台精制塔，以节省扩建投资；采用铂—铁—铬二段催化剂代替铂网催化剂，用于硝酸生产，以减少铂的用量；硝酸吸收塔用非金属耐酸材料代替当时十分匮乏的不锈钢材料；硝酸铵造粒塔在扩建中经过挖掘潜力，将原苏联设计年产硝酸铵9万吨已用的2台造粒塔提高生产能力，只需增加1台，即可满足年产45万吨硝酸铵的需要。
由于实施了杨浚的建议，化肥厂扩建工作进行顺利。从1957年开始到1962年底，完成了二期扩建工作，主要产品年生产能力为：合成氨12万吨，硝铵24万吨，甲醇2万吨。从1963年开始到1966年，完成了三期扩建工作，主要产品年生产能力为：合成氨22万吨，硝铵45万吨，甲醇2万吨。后又经控潜改造，到1966年底主要产品年生产能力为：合成氨实际生产能力已达到30万吨，硝铵达到53万吨。吉林化肥厂已成为中国以煤为原料的规模最大的合成氨厂，生产的硝铵化肥，有力地支援了农业发展。
1958年，杨浚早些时候所提出的把吉林地区3个化工厂组成1个联合企业的建议，得到化工部的批准，成立了吉林化学工业公司。杨浚任副经理兼总工程师、代经理。这时，杨浚除抓好吉林化肥厂的扩建工程建设，为国家提供更多的化肥产品，为公司内部提供配套原料之外，还对公司所属染料厂、电石厂建成投产后，进行了新的筹划，使两厂发挥综合利用、联合经营的作用。
对电石厂，杨浚提出应当使其成为以电石乙炔为原料的有机化工产品生产厂。在杨浚的建议和组织下，开始了对电石厂扩建工程的规划和设计。首先，扩大电石生产能力，在原苏联设计年产6万吨电石的1台电石炉的基础上，再增加1台密闭电石炉；以电石乙炔为原料生产乙醛、醋酸、醋酐、丙烯腈、丁醇、辛醇等产品；相应增加电解食盐装置，以生产氯乙烯、聚氯乙烯、三氯乙烯等产品。到1966年，吉林电石厂已成为中国规模最大、品种较多的电石乙炔化工厂。
对染料厂，原苏联设计是以生产冰染染料、还原染料及有关中间体等为主的工厂。为适应纺织工业发展需要，杨浚提出增加还原灰M、还原棕BR、还原橄榄绿B、还原紫2L、还原咔叽2G 等品种。当时，公司不掌握这些染料的生产技术，杨浚组织公司的有关工厂和研究、设计部门人员共同研究开发获得成功，到1966年，染料厂产品品种增加到40多种，其中新增染料20种。
这期间，为了配合国家研制原子弹、导弹、科学卫星所需的化工产品，根据化工部的决定，从1958年到1966年，杨浚还先后组织公司的科研、设计、生产部门，共同研究开发了一批军用化工产品。为提高科技水平，在杨浚的倡导下，组建了吉林化工设计研究院、吉林化工学院等。这样，吉林化学工业公司逐步建成为一业为主、多种经营、综合利用、联合经营的大型煤化工联合企业。1964年1月，周恩来总理到吉林化学工业公司视察时，曾向杨浚提出一些有关的化工生产技术问题，杨浚一一作了回答，周恩来总理表示很满意，并称赞他是用辩证法讲化学的人。
1965年5月，杨浚奉调到天津任化工部化工原料工业公司副经理兼总工程师。这期间，他做了许多工作，其中组织合成橡胶攻关会战取得了突出成绩。
橡胶是一种重要物资，为生产轮胎、胶管、胶带等橡胶制品所必需。60年代，我国所用橡胶的80%是天然橡胶，其余20%是用化学合成方法制得的合成橡胶，而大部分是从国外进口的。为解决我国橡胶制品工业所用原料橡胶不足的问题，杨浚提出组织国内科研、设计、生产力量，对顺丁橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶等合成橡胶进行研究开发和攻关会战的建议，得到了化工部和国家科委的支持，被列入了国家计划，成立了由国家科委副主任张有萱任总指挥、杨浚任副总指挥的攻关领导小组，组织有关单位进行研究开发和攻关会战。
当时，顺丁橡胶已在中国科学院长春应用化学研究所、兰州化物所、太原燃化所，兰州化学工业公司研究院，锦州石油六厂进行小试、中试工作，经攻关领导小组对加氢汽油和苯两种溶剂进行技术比较后，确定用加氢汽油为聚合溶剂的技术路线，在锦州石油六厂建设千吨顺丁橡胶试验装置，重点解决工程问题。在此基础上，又于1971年在北京石油化工总厂胜利化工厂建成了年产1.5万吨顺丁橡胶生产装置。开车后，生产装置存在的主要问题是连续运转时间短，还有“一堵（管道容易堵塞）、二挂（反应物挂在反应釜壁，不容易消除）、三污水（污水排放量大）、四质量（产品质量达不到要求）”问题。在燃料化学工业部的领导下，杨浚组织北京石油化工总厂的研究和设计部门，中国科学院长春应用化学研究所、兰州化物所、太原燃化所、锦州石油六厂、化工部第一设计院、兰州化学工业公司研究院、石油部北京设计院、大连工学院、天津大学和浙江大学等单位进行攻关会战。经过近2年努力，解决了上述存在的问题，于1974年再次开车，运转周期达240天，接近国际先进水平；产品质量达到国外同类产品水平。到1976年，这套生产装置产量达到并超过设计能力，在原料丁二烯供应充足后，年产量达到了6万吨。顺丁橡胶攻关会战的成果获1978年全国科技大会奖，1985年国家科学技术进步特等奖，产品远销美、法、日、意、联邦德国等国家和地区，在国际上享有较高的声誉。
1970～1978年，杨浚在北京石油化工总厂（后改名为燕山石化总公司）工作期间，重点抓了年产30万吨乙烯装置建设，为发展石油化学工业作出了突出贡献。
中国的石油化工建设于50年代末60年代初就开始了研究工作，并在前苏联帮助下，建设了小型石油化工厂，但发展速度缓慢。究其原因，主要是由于石油供应困难，走的是“油头化尾”之路，即利用炼油厂的尾气生产化工产品，规模小，缺乏竞争能力。1961年中国开发了大庆油田后，石油问题发生了重大变化。杨浚于1971年开始，经过1年多的国内外情况调查，提出以下意见：发展中国石油化学工业，必须建设大型石油化工装置；而建设大型石油化工装置，又必须解决好原料路线问题。杨浚认为，采用轻柴油为原料比较有利。当时，世界上没有一个工厂在大型乙烯装置上采用轻柴油（切至370℃的馏分）为原料，只有日本正在一个裂解炉上进行试验。杨浚分析中外资料发现，国外之所以没有用轻柴油为原料制乙烯，是由于国外的石油轻组分含量高，所以多采用石脑油（切至200℃以前的馏分）为原料，在技术上经济上更为合理。但中国石油重组分含量较高，如要以石脑油为原料，则数量满足不了石油化工发展的需要，而在当时中国又无力进口石脑油。为此，中国建设大型乙烯装置，必须用轻柴油为原料，尽管其裂解技术存在一些风险，但问题不大。杨浚还深入研究了其他问题，认为建设石油化工装置之初，配套产品品种不宜太多，以便于管理。又认为，应先从国外引进先进技术，凡国内有条件配套的就不引进，做到既保证技术先进，又减少外汇支出。
综合上述分析和构想，杨浚正式提出建设一套年产30万吨乙烯及其配套的生产装置，技术及主要设备从国外引进的报告，得到了上级的同意。1972年5月，为加强中国发展石油化工规划与管理，杨浚专程到日本作了1个半月的实地考察，增加了在中国建设大型乙烯装置的信心。同时，中国原油油样经国外有关公司分析和试验，证明以轻柴油为原料生产乙烯在技术上是可行的，经济上是合理的。1972年末，中国有关部门与日方签订了引进30万吨乙烯装置的合同。
1973年6月，国务院正式批准了北京石油化工总厂扩建工程任务，开始了以引进年产30万吨乙烯装置为中心的“四烯”（乙烯、丁二烯、聚丙烯、高压聚乙烯）工程建设大会战。经过3万多名建设者的共同努力，仅用27个月，就完成了一期扩建工程，成为中国建设大型引进乙烯装置的成功范例，从而使中国石油化工技术向世界先进水平靠拢迈出了有力的一步。由于中国采用轻柴油为原料的大型乙烯装置是当时世界上的首创，它的投产成功在国际上产生了较大的影响。国家抓住这一成功经验，相继引进、建设了南京扬子、上海金山、山东齐鲁等几个以轻柴油为原料的年产30万吨乙烯装置，使我国的石油化工工业迅速壮大。
杨浚不仅注重决策，更重视实施决策的技术保障。为此，他做了一系列的技术工作和管理工作，特别是抓了队伍建设，提高职工素质，从而保证了“四烯”装置开车一次成功。在“四烯”装置投产成功的第2年，即1977年，北京石油化工总厂取得了工业产值突破20亿元，上缴利润突破10亿元的良好效益。
1978年3月，杨浚调国家科委工作，先后任副局长、局长和科委副主任之职。杨浚一如既往，联系群众，调查研究，善于思考，勇于创新，在加强国家科技宏观管理方面，作出多方面的贡献。
为加速中国计算机事业的发展，在国家科委主任方毅的领导下，杨浚与阎沛霖等计算机专家一起进行了起步性的工作。一是建议大力开发微型计算机应用。1979年，经批准引进500台微型计算机，在科学计算，工业控制、管理，教学等方面，发挥了很好的作用，并为后来开发和形成长城系列微型计算机产业起了先导作用。二是在天津、香港等地举办了多次计算机专业培训班，使一批部、委领导干部提高了对推广应用计算机重要意义的认识，并培养了一批微型计算机应用开发技术骨干，还安排建设湖南、武汉、北京等地计算机专业人员的教学基地建设和筹办信息研究所、软件中心等。三是安排建设了一批地方的计算中心，对提高中国计算机应用水平起了重要作用。
杨浚重视围绕对国家经济发展有重大影响的项目，组织科技攻关，并和引进技术相结合。在工业方面，他在方毅领导下，具体组织落实甘肃金川、四川攀枝花、内蒙古包头三大共生矿综合利用，三峡工程建设准备，石油化工综合利用，煤气化液化，低温核供热堆，新能源，万门程控交换系统，中同轴4380路载波，1800路微波及光纤光缆通信系统等重大科技攻关工作。在农业方面，组织了山区、滩涂综合开发利用，三江平原开发，鄱阳湖开发等重大科技攻关工作。1981年，根据国务院领导指示，杨浚与国家计委副主任林华共同组织炼油和化工专家，经过1年半的调查研究、分析论证、规划测算等工作，开展了常压渣油催化裂化、裂解气中碳五的分离及综合利用、塑料改性及应用、石油化工催化剂、丁烯氧化脱氢制丁二烯等23个科技攻关，并取得成果。
杨浚十分重视推进农村科技进步，他是“星火计划”倡导者之一。1983年，他在主持山区开发工作会议时，明确提出了科技进山、开发山区和振兴山区的意见，指出：对山区的开发要投入少，产出多；对贫困地区的开发要变“输血”为“造血”；强调推广“适用”技术、“不起眼”技术（后称为“短、平、快”技术）；培养大批土生土长的农村科技人才。他的这一思路，为后来提出“星火计划”作了前期准备。
1985年，在中国农村经济体制改革和农村科技工作均取得明显进展的情况下，杨浚与国家科委主任宋健、副主任吴明瑜等共同提出了“星火计划”的宏伟设想，旨在把“科技星火”点燃中国广大农村，引导8亿农民依靠科技振兴农业和乡镇企业，推动农村发展和农民生活改善。“星火计划”得到中共中央和国务院的批准，在国家科委统一领导下，杨浚负责组织“星火计划”的实施。他提出要建设年产值1000万元以上的乡镇企业，建设年产值1亿元以上的乡镇；在国家“七五”计划期间，建立500个推广“星火计划”示范企业，培训100万名农村知识青年和管理人员，开发100套实用技术装备；创造推广一批“星火计划”密储区、带；为实行“星火计划”开拓国内银行科技贷款和世界银行软、硬贷款。“星火计划”经过广泛实施，取得了显著的成绩，如“七五”期间的“星火计划”实施项目达2万多项，其中完成1.4万多项，累计创产值达300亿元。实施“星火计划”是一个创举，它年复一年、步步深入地在农村广泛实施，对引导科技与经济结合走出了一条新路，成为中国科技计划与国民经济计划的重要组成部分。
杨浚还在制定和完善中国科技奖励制度方面做了很多工作。自1985年实施《中华人民共和国科学技术进步奖励条例》以来，他一直担任评审的组织领导工作，成效显著。1987年，在杨浚的建议下，国务院正式批准设立“国家星火奖”，他任评委会主任委员，经过几年的工作，“国家星火奖”已形成比较完善的体系。
杨浚还与国家科委其他领导一起，会同国家计委和原国家经委，组织广大科技人员，制定了我国有关能源、材料、交通运输、通信、农业、信息等14个领域的技术政策要点，经国务院批准执行。
杨浚在化学工业和科技管理领域中工作数十年，他远见卓识，辩证思维，精益求精，百折不挠，体现了中国化工专家的风范和作风，为青年一代树立了良好榜样。

㈧ 姚晓明的人物生平

毕业于北京大学。现任中国核工业建峰化工总厂研究员级高级工程师、中国核工业建峰化工总厂化肥厂副总工程师，兼任中国核工业建峰化工总厂技术标准委员会委员、科学技术委员会委员、《天然气化工》期刊编委。主要业绩：先后参加了核燃料后处理厂的设计审查工作；与核工业部第二设计院设计人员共同研制了杆式超声清洗机；负责电解锰分析方法的建立，主持编写了《电解锰分析规程》；筹建了特种橡胶分析实验室并建立了分析方法；在投资17多亿元，年产30万吨全成氨，52万吨尿素的大化肥工程(系国家“八五”重点建设项目)建设中，翻译了30多万字的资料，并任合成氨工艺技术谈判主谈人，工艺设计包、基础设计及详细设计主审，负责合成氨装置生产准备与试车，任化肥厂性能考核厂方代表，为化肥工程建设成功作出了贡献；编著了《布朗工艺增产蒸汽能力的探讨》、《建峰化肥厂合成氨装置达标历程》、《建峰化肥厂合成氨装置能耗剖析》等论、译文10多篇。1992年被中国核工业总公司授予优秀科技工作者称号。

㈨ 林华的石油化工

早在50年代，林华就注意到石油化工工业是新兴工业，许多发达国家竞相发展；也注意到国内有关各方都在努力争取发展石油工业，从而可能给石油化工生产提供原料。为此，他很早就把石油化工科研工作视为重点来抓。
他在担任沈阳化工研究院院长期间，在安排无机盐、化学肥料、染料、涂料、农药等科研工作的同时，安排了乙烯制环氧乙烷、乙烯制聚乙烯、天然气甲烷利用、塑料、合成纤维、合成橡胶等科研工作，为日后发展石油化工科研工作打下了基础。

1956年，沈阳化工研究院有机化工及合成材料部分迁到北京，建立北京化工研究院，林华任化工部技术司司长兼北京化工研究院院长，致力于把北京化工研究院建成为石油化工专业研究机构。在他的倡导下，又安排了石油裂解分离、聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡胶、顺丁橡胶等科研课题，使北京化工研究院逐步形成了石油化工科研体系。
林华认为，要推动石油化工发展，不但要搞好科研工作，还要到企业去实践。他考虑兰州化学工业公司在“156项”榜上有名，有较好的技术基础；同时，附近有兰州炼油厂，可以提供发展石油化工的原料。在林华的请求下，经化工部批准，1960年11月，他到兰州化学工业公司工作，任副经理兼总工程师。当时，兰州化学工业处境十分困难，缺煤、缺粮食酒精，使化肥厂、合成橡胶厂濒临停产危险。由于缺粮，1．5万名职工吃不饱饭，许多人生病，技术人员要求调走。林华认为，要扭转被动局面，根本措施是要把以煤和粮食酒精为原料改变为以石油或石油产品为原料。为此，他抓了以下工作：
一是制订规划。向上级主管部门提出发展石油化工的规划报告，求得各方面的支持。
二是进行思想发动和培训干部。1961年底，公司召开首届技术人员代表大会，他号召大家勒紧裤带，闯过难关，积极向石油化工生产转轨。通过会议，有力地调动了技术人员的积极性。与此同时，他倡导举办了一系列石油化工讲座，组织教师团讲授石油化工产品生产原理、工艺流程等，历时3年，培养出200多名技术骨干。
三是强化石油化工科研工作。在林华倡导下，在原兰州化学工业公司设计研究院的基础上，分别成立兰州化学工业公司研究院和第五设计院，一次安排近40项石油化工科研开发课题，分别进行科研和设计工作。1961年底，兰州化学工业公司建设了一套以兰州炼油厂炼厂气为原料的年产5000吨乙烯的管式裂解装置。由于炼厂气供应不稳定，不能顺利进行生产。林华又组织科研设计人员，在这套装置上进行了以轻油为原料的裂解试验，取得成功后，于1962年下半年完成了装置的技术改造。之后又应用北京化工研究院科研成果，将油吸收分离裂解气改为深度冷冻分离裂解气，提高了乙烯、丙烯的收得率，节约能耗，降低了成本。这套装置经过技术改造后，乙烯年产量增加到2．2万吨，同时，深冷分离裂解气技术更臻成熟，后来还推广到了其他类似工厂。
四是引进技术装置。要发展石油化工，除了依靠国内力量外，还要及时引进国外装置。1962年6月，林华率国家科委组织的石油化工考察团到法国、英国、荷兰、比利时、瑞士、意大利等国考察石油化工工业，回国后经周恩来总理批准，决定引进12套生产装置，其中5套包括3．6万吨/年乙烯砂子炉、3．45万吨/年高压聚乙烯、0．5万吨/年聚丙烯、1万吨/年聚丙烯腈及0．8万吨/年腈纶、0．33万吨/年丙纶，建在兰化。1965年，这些装置破土动工，排除了“文化大革命”的种种干扰，陆续建成投产。这些装置的“龙头”，按照林华的意见引进了砂子裂解炉，主要因它能使用原油、柴油为原料，技术较易掌握，适合当时国情。1974年至1976年，为增加乙烯产量，兰州化学工业公司在掌握了技术的基础上，又自行设计建设了第二套砂子裂解炉，促进了兰州化学工业公司石油化工生产的发展。1984年，各方面情况有了很大变化，林华又积极推动在兰州化学工业公司引进了先进的8万吨乙烯/年的毫秒炉。建成投产后，经中国石化总公司顾问委员会技术组现场检查，各项指标为国内外各种炉型之首。1992年，中国石化总公司批准扩建毫秒炉为16万吨乙烯/年，并相应改造和扩建配套设备。
五是改变合成氨原料路线。兰州化学工业公司化肥厂合成氨原以煤为原料进行生产，由于煤供应不足，生产不能正常进行。针对这个问题，林华组织研究、设计人员，利用乙烯装置分离出的甲烷氢和合成粗甲醇的吹出气为原料，进行常压催化部分氧化制合成氨原料气的试验。小试、中试完成后，设计、建设了年产1万吨合成氨装置，成本比用煤为原料降低39%。与此同时，林华又安排研究院进行重油常压气化制合成氨原料气的试验，通过完善和改进，将造气炉处理重油能力由原设计400千克/时提高到1200千克/时；不仅可以使用重油，还可以使用闪蒸重油和石油气等多种原料。重油气化制合成氨原料气试验成功，不仅为兰州化学工业公司合成氨生产拓宽了原料来源，还为国内其他工厂提供了技术经验。
由于抓了以上工作，兰州化学工业公司生产日益发展，经济效益显著提高

㈩ 合成氨和硝酸制造是怎么来的

到19世纪中期，人们对植物生长的机理已经有了一定的认识，越来越注意到氨对生物的作用。氟是一切生物蛋白质组成中不可缺少的元素。因而它在自然界中对人类以及其他生物的生存有很重要的意义。自然界中氮的总含量约占地壳全部质量的0.04％，大部分以单质状态存在于大气中。空气中含有约78％的氮气，是空气的主要组成部分。但是，不论是人或其他生物（除少数生物外），都不能从空气中直接吸收这种游离状态的氮作为自己的养料。植物只能靠根部从土壤中吸收含氮的化合物转变成蛋白质。人和其他动物只能摄食各种植物和动物体内已经制好了的蛋白质来补充自己的需要。因此生物从自然界索取氮作为自身营养的问题最终归结为植物由土壤吸收含氮化合物的问题。

土壤中含氧化合物的主要来源是：动物的排泄物或动植物的尸体进入土壤后转变形成；雷雨放电时在大气中形成氮的氧化物溶于雨水被带入土壤；某些与豆科植物共生的根瘤菌吸收空气中的氯气生成一些氟的化合物。但是这些来源远远不能补偿大规模农业生产的需要。于是如何使大气中游离的氟气转变成能为植物吸收的氮的化合物，也就是氨的固定，成为化学家们探索的课题。

这个课题在20世纪初取得突破。首先是在1898年德国化学教授弗兰克和他的助手罗特与卡罗博士发现，碳化钡在氮气中加热后有氰化钡和氰氨基钡生成，接着发现碳化钙在氮气中加热到1000℃以上，也能生成氰氨基钙，并发现氰氨基钙水解后产生氨，于是首先建议将氰氨基钙用做肥料。1904年在德国建立了第一个工业生产装置。1905年在意大利也建立工厂，随后在美国、加拿大相继建厂。到1921年氰氨基钙在世界产量达每年50万吨，但从此以后新工厂建造渐渐停止，因为由氢和氮直接合成氨的工业在悄然兴起。

随后，开始利用电力使氮气和氧气直接化合，生成氯的氧化物，溶于水生成硝酸和亚硝酸。

要使这个方法在工业生产中实现，需要强大的电力、稳定的电弧。1904年这个实验由挪威物理学教授伯克兰德和工程师艾德设计完成。他们用通有冷却水的铜管作为电极，通入交流电。对生成的电弧加上一具强磁场，使电弧形成一个振荡的圆盘状，火焰的面积因此增加很大，温度可达3300℃。此装置于1905年在挪威诺托登投入运转。挪威具有强大的水力发电装置，能够利用这一方法制取硝酸。但是这种制取硝酸的方法在氧的氧化法制硝酸出现后，很快就失去了工业价值。

氨的氧化是先从合成氨开始。合成氧的发明是第三个氮的化学固定方法。

氨又称阿摩尼亚气。这个词来自古埃及的司生命和生殖的神。这是由于在古埃及司生命和生殖神神殿旁堆集着来朝拜人骑的骆驼粪和剩余的供品，逐渐形成氯化铵。含氮的有机物、动植物的尸体和排泄物在细菌的作用下均能生成氨。

1774年普利斯特里加热氯化铵和氢氧化钙的混合物，利用排汞取气法，首先收集到氨。1784年贝托莱分析确定氨是由氮和氢组成。19世纪很多化学家们试图从氯气和氢气合成氧，采用催化剂、电弧、高温、高压等手段进行试验，一直未能获得成功，以致有人认为氮和氢合成氨是不可能实现的。

直到19世纪，在化学热力学、化学动力学和催化剂等这些新学科研究领域取得一定进展后，才使一些化学家在正确理论指导下，对合成氨的反应进行了有效的研究而取得成功。

1904年，德国化学家哈伯利用陶瓷管，内充填铁催化剂，进行合成试验。测定出在常压下和高温1020℃反应达到平衡时，气体混合物中存在有0.012％体积的氨。在1904~1911年，他先后进行了两万多次试验，根据试验的数据，他认为使反应气体在高压下循环加工，并从这个循环中不断将反应生成的氨分离出来，可使这个工艺过程实现。1909年，他申请了用锇和铀、碳化铀的混合物作催化剂的专利。1910年5月终于在实验室取得可喜成果。

哈伯把成功的实验运用到工业生产，得到德国巴迪希苯胺和纯碱公司工程师博施、拉普、米塔赫等人的合作。1910年7月博施制成合成氨工业必需的高压设备；拉普解决了高温、高压下机械方面一系列难题；米塔赫研制成功用于工业合成氨的含少量三氧化二铝和钾碱助催化剂的铁催化剂。他们于1911年在奥堡建立起世界上第一个合成氨的工业装置，设置氨的生产能力为年产9000吨，在1913年9月9日开工。从此完成了氮的人工固定。

氢的合成不仅仅是合成了氨，更创造了高压下促进化学反应的先例。随后德国化学家贝吉乌斯将高压法用于多种化工产品的生产，1920年用高压法实现了煤的液化，合成人造汽油成功。

由此，哈伯获得了1918年诺贝尔化学奖；博施和贝吉乌斯共同获得了1931年诺贝尔化学奖。

但是，哈伯虽然创造了挽救千百万饥饿生灵的方法，却又设计一种致人于死地的可怕手段。

1915年4月22日下午5时左右，第一次世界大战爆发，德国将装有氯气的近6000个钢瓶约180多吨氯气打开散向守卫在比利时伊普尔城防线的加拿大盟军和法裔阿尔及利亚军队，造成1.5万人伤亡，其中5000人死亡，是有史以来第一次把化学武器用于军事进攻中。这是哈伯策划的。他的妻子是一位化学博士，曾恳求他放弃这项工作，遭到丈夫拒绝后用哈伯的手枪自杀。对此，哈伯遭到后人的谴责和唾骂。

合成氨中的氢气来自水，氨气来自空气。向装有煤的煤气发生炉的炉底鼓入空气，使煤燃烧。当炉温达到1000℃左右时，通入水蒸气，产生一氧化碳和氢气，同时吸收热量。为了维持炉中温度，在实际操作中，是将空气和水蒸气交替鼓入，这样得到的气体叫半水煤气。它的组成大致如下：

H2：38%~42%N2：21%~23%CO：30%~32%CO2：8%~9%H2S：0.2%~0.5%半水煤气中氢气和氯气是合成氨所需的，其他气体需要除去。

硫化氢（H2S）是利用氨水吸收。

一氧化碳是在催化剂存在下加热与水反应变换成二氧化碳和氢气，经过变换的气体叫变换气。

变换气中的二氧化碳在水中的溶解度显著大于变换气中其他组分，所以用水就可除去，也可以用碱液、氨水吸收。

生成的碳酸氢铵（NH4HCO3）正是我国农村使用的小化肥。

少量一氧化碳是通过醋酸铜氨液吸收来除净的。

得到纯净的氢气和氮气的混合物经压缩进入合成塔，在一定温度和压力下通过催化剂，部分合成氨。由于氨气易液化，在常压和-33.4℃即转变成液体，从合成塔中出来的氮气、氢气和氨气进入冷却器，氨气被液化，而氮和氢仍是气体。再通过分离器，氨气就与氮气、氢气两种气体分离。未反应的氮气、氢气两种气体用循环压缩机送入合成塔循环使用。

氨的合成也为制取硝酸开辟了一条途径。8世纪阿拉伯炼金术士贾伯的著作里讲述到硝酸的制取：蒸馏1磅绿矾和半磅硝石得到一种酸，很好地溶解一些金属。如果添加1/4磅氯化铵，效果更好。

绿矾蒸馏后得到硫酸，与硝石作用，得到硝酸，添加氯化铵，就得到盐酸。

3份盐酸和1份硝酸的混合液就是王水。

从8世纪开始，欧洲人利用硝石与绿矾制取硝酸。在硫酸扩大生产后，逐渐利用硝酸钠与硫酸作用制取硝酸。

前面曾提到20世纪初利用一氧化氮氧化制取硝酸的方法，不过那种方法要消耗大量电力。

早在1830年法国化学品制造商人库尔曼就提出氨在铂的催化下与氧气结合，形成硝酸和水。

1906年，拉脱维亚化学家奥斯特瓦尔德将这一方法工业化，1918年引进英国。

随后催化剂不断更换。俄罗斯化学家安德列夫在1914年改用铂铱合金；弗兰克和卡罗研究用氧化铈和氧化钍的混合物，催化作用逊于铂，但价低廉；现在使用的多是铂铑合金，并在高温下，氨先被氧化成一氧化氮，然后是二氧化氮。二氧化氮溶于水成硝酸。