一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。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铁催化剂，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体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、As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、氮混合气体处理，活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物，这样就要增加设备，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。
四．影响合成氨的因素 4.1 温度对氨合成反应的影响
氨合成反应是一个可逆放热反应，所以降低反应温度有利于平衡向生成氨的方向进行。但反应速度则随温度降低而减慢。同时氨合成反应使用活性催化剂，所以反应温度的选择要首先考虑到适合催化剂的活性温度范围，一般在380—525℃之间。另外，对于可逆反应，对于一定的反应物系组成具有最大总反应速度的温度称之为对应于该组成的最适宜温度，因此对应整个合成塔的反应过程存在着一条最适温度，因此对应整个合成塔的反应过程存在着一条最适温度线。最适温度随着反应的进行而不断降低。为此，对氨合成这一放热反应，在反应同事采取不同手段及时移走反应热，使反应温度尽可能接近最适温度线，以达到较好的技术、经济效益。实际生产中，一般是控制出没床入口温度略高于触媒的活性其实温度，最高温度不超过催化剂的耐热温度，触媒使用的前期略低一些，以防触媒过早老化，而在后期则依据提温利用等高温活性。当反应温度升高时，平衡向着氨的分解方向移动；温度降低反应向着氨的生成方向移动。因此，从平衡观点来看，要使氨的平衡产率高，应该采取较低的反应温度。
但是从化学反应速度的观点来看，提高温度总能使反应的速度加快，这是因为温度升高分子的运动加快，分子间碰撞的机率增加，同时又使化合时分子克服阻力的能力加大，从而增加分子有效结合的机率.
总之，温度低时，反应有利于向合成氨的方向进行，但是氨合成的反应速度较低；提高温度不利于向氨的合成方向移动，但反应速度可以增加。在实际生产中反应温度的选择主要决定于氨合成催化剂的性能变化反应是可逆放热反应。从反应动力学的角度来看，温度升高，反应速率常数增大对反应速率有利，但平衡常数随温度的升高而变小，即 CO平衡含量增大，反应推动力变小，对反应速率不利，可见温度对两者的影响是相反的。因而存在着最佳反应温对一定催化剂及气相组成，从动力学角度推导的计算式为 Tm=1212ln1EEEERTTee?+ 式中Tm、Te—分别为最佳反应温度及平衡温度，最佳反应温度随系统组成和催化剂的不同而变化。
依据合成产量=入塔气量Q*氨净值来看，要保证同样产量的前提下，空速和净值必须有一个最佳的配备，在空速不变的情况下，最大限度地提度高氨净值就能有效提高产能。怎样提高：让合成塔按最适宜的温度曲线分布移出反应的热量。合成塔温度分布都应该遵循先涨后降的曲线，因为气体刚进入合成塔时，氨含量较低（≤3%），距离平衡很远，必须迅速进行反应以提高氨含量，所以提高上层温度就能加快反应速度；相反，当进入下层后，由于气体氨含量较高，为抑制逆反应的速度，必须适当降低操作温度，以达到较高的出口氨含量，提高氨净值，进而提高产量。所以我们平时操作时必须控制好合成塔各层的温度，各段温度相差10℃左右（从上到下递降），让整个合成塔内温度分布达到理想要求。另外要保证合成氨冷器出口温度在正常指标范围内，确保气氨的有效冷凝和分离。
在400-440℃操作范围内，计算了合成氨温度对氨含量的影响，由表1反应温度和合成氨浓度的影响显示。
表1温度和合成氨浓度的影响
温度/℃ 氨产量400 24.15 410 22.83 420 21.85 430 20.69 440 19.51 /mol% 由表1的结果说明，随着温度的升高，合成氨浓度逐渐降低，主要是因为氨合成过程是放热过程，升高温度对反应热力学平衡不利。
在400-460℃的操作范围内，计算反应温度对氨产量的影响，结果见表2.
表2温度对氨产量的影响
温/℃ 氨产量/kg/h 从表2可以看出，随着温度的升高，氨产量随之降低。这主要是因为温度升高后，合成塔出口气循环比例不变的情况下，驰放气的量相对增大，原料的有效利用率下降。
达到平衡时混合气中氨的含量（体积百分含量）
氮气和氢气的体积比1:3
压强 氨含量 温度 200℃ 300℃ 400℃ 500℃ 600℃ 15.3 2.2 0.4 0.1 0.05 81.5 52.0 25.1 10.6 4.5 86.4 64.2 38.2 19.1 9.1 89.9 71.0 47.0 24.4 13.8 0.1MPa 10 MPa 20 MPa 30 MPa 49564 49390 49247 49141 48980 48782 48568 度400 410 420 430 440 450 460 升温氨的含量降低/升压 氨的含量增大
4.2 压力对氨合成反应的影响
氨的合成反应是一个分子的氮与三个分子的氢结合生成两个分子的氨，即氨合成反应是分子数目减少、体积缩小的反应，提高压力，可使反应向着生成氨的方向进行。对于氨合成反应来说，提高压力就是提高反应气体的浓度，从而增加反应分子间碰撞的机会，加快了反应的速率。
总之，增加压力对氨的合成反应是有利的，既能增大平衡转化率，又能加快反应速率。但压力也不宜过高，否则，不仅增加动力的消耗，而且对设备和材料的要求也较高。根据我国具体情况，目前在小型合成氨厂，设计压力一般为31.4MPa.
压力对变换反应的平衡几乎没有影响。但是提高压力将使析炭和生成甲烷等副反应易于进行。单就平衡而言，加压并无好处。但从动力学角度，加压可提高反应速率。从能量消耗上看，加压也是有利。由于干原料气摩尔数小于干变换气的摩尔数，所以，先压缩原料气后再进行变换的能耗，比常压变换再进行压缩的能耗底。具体操作压力的数值，应根据中小型氨厂的特点，特别是工艺蒸汽的压力及压缩机投各段压力的合理配置而定。一般小型氨厂操作压力为0.7-1.2MPa,中型氨厂为1.2~1.8Mpa。本设计的原料气由小型合成氨厂天然气蒸汽转化而来，故压力可取1.7MPa.
压力也常被我们用来考量能耗不过有研究表明压力对能耗的影响很小,合成氨能量消耗主要包括原料气压缩功、循环气压缩功和氨分离冷冻功，提高操作压力，原料气压缩功增加，循环气压缩功和氨分离功却减少。总能耗在15-30MPa区间相差不大?且数值较小。压力过高则原料气压缩功太大压力过低则循环气压缩功、氨分离冷冻功又太高。生产实践证明，操作压力在20-30MPa时总能量消耗比较低。 压MPa 力温度 温度 温度 温度 温度 温度 温度 15.99 30.398 -20 2.15 1.53 -10 3.14 2.24 0 4.46 2.88 10 6.19 4.43 20 8.39 6.0 30 11.13 7.99 40 14.61 10.43 所以现在气温上涨后为保证氨产量，应该适当提高合成操作压力，但有个前提——不能超指标运行。
4.3. 空速对氨合成反应的影响
气体与催化剂接触时间的长短，通常用空速来表示。它的物理意义是：在标准状况下，单位时间内在1m3的催化剂上所通过的气体体积。其单位为m3(标)气体/（m3催化剂·h）,或简写为h-1。空间速度的大小，不仅与氨净值、循环气量、系统阻力降和催化剂生产强度关系，而且还直接影响到反应热的合理利用。在一定的合成条件下，空速增加，气体与催化剂接触时间减少，出合成塔气体氨含量降低。下表3.7出示了压力为30.4MPa、温度为500℃、H2/N2=3条件下产生强度与空速的相对关系。
表3.7 空间速度的影响 空间速度/h-1 出它氨含量，% 生产强度{KgNH3/(m3·h)
1x104 21.7 1350
2 x104 19.02 2417
3 x104 17.33 3370
若已知空间速度和合成塔进、出口氨含量，通过物料衡算可求得合成塔产氨量na和催化剂生产强度G.
Na=N2y2(NH3)-N1y1(NH3)=N0[y2(NH3)]/[1+y1(NH3)][1+y2(NH3)] =N1⊿y(NH3)/1+y2(NH3)=N2⊿y(NH3)/1+y2(NH3) G=17x24/22.4x1000Vs1y(NH3)/1+y1(NH3)
=17x24/22.4x1000Vs0·⊿y(NH3)/[1+y1(NH3)][1+y1(NH3)]
⊿
y(NH3)/1+y2(NH3)=17x24/22.4x1000Vs2
⊿