合成氨是制造化肥中最为重要的原料之一，合成氨工艺流程一体化并让反应器得到优化也成为了提高氨气产出量和质量的重要方法。
合成氨的工艺流程基本上都分为3个部分：进料制备、反应器和分离、精制，下面详细介绍：
第一步：进料制备
合成氨的主要原料为氢气和氮气，这两种气体需要进行制备和净化，包含以下几个工艺过程：
- 吸附除湿处理：氢气和氮气都需要进行除湿处理，以防止后续的工艺过程中析出的水分使得氢气和氮气之间产生化学反应而影响制氨的效果；
- 压缩并分离：将氢气和氮气通过一系列的压缩和分离过程，分别将它们压缩到一定的压力，方便后续氨合成的过程；
- 制氮：将空气经过膜分离、调压等系列处理，使得制氮的氮气纯度达到≥99.4%；
- 制氢：将天然气、水煤气和液化石油气等碳氢化合物制成合成气，然后通过热重整反应，制取纯氢气。
第二步：反应器和分离
将制备好的氢气和氮气按一定的比例混合后，送入反应器进行合成。合成氨的反应器需要同时控制4个变量：反应温度、反应压力、转化率和选择性。
反应结束后，分离出里面的氨气，剩下的氢气和氮气混合回收。
第三步：分离、精制
合成氨的分离和精制，一般包含以下几个过程：
- 氨分离：将混合的气体通过急冷（也叫“气体启动器”），把其中的氨气中的水分和碳二氧化分离出来，气体在急冷后就会凝结，经过分离后，只有氢气和氮气的混合气体会被重新送入反应器；
- 提纯精制：将分离分离出来的氨气通过制冷、吸收、压缩、再脱附等工艺步骤，使得制氨过程中混入的杂质气体、水分、碳二氧化等有害物质得到少量的去除，在留下纯氨气后，可以根据需要按一定的规格存储或者继续送入氨水溶解和冷凝工序。
