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合成氨工业简易流程图 a. 原料气的制备、净化
氮气：从空气中获得。可用液化空气分离法，将空气液化后，因为氮气的沸点比氧气低，因而使液态空气蒸发时，氮气先挥发出来；或先用焦炭与空气中的氧作用，生成CO2，再在高压下使CO2大量溶于水而分离出氮气。
氢气：由水和燃料获得。可先将水蒸气通过炽热的煤层或焦炭层，使水蒸气与碳发生反应，生成CO与H2，然后在催化剂作用下再使CO与水蒸气作用转化为CO2，除去CO2后即可得到所需的原料气。反应方程式：C+H2O CO+H2 CO+H2O CO2+H2
实际的工业生产中，二者的制备是同时进行的。工厂里常使用石油、天然气、焦炉气等气体燃料，将其与空气和水蒸气共同作用制得含有氮气和氢气的粗原料气。工业上常用高压水吸法，使CO2大量溶于水中而得到粗原料气。
由于原料气中含有的CO、CO2和一些含硫化合物会使合成氨的催化剂中毒，因而制得的粗原料气还需要经过一氧化碳变换、脱硫脱碳等步骤，进行净化。最后制得的氮氢比约为1：3的纯净气，经压缩机压缩后进入氨合成回路。 b. 氨的合成
合成氨的反应是在高压环境的合成塔中完成的，氮气和氢气混合后经过压缩从塔的上部进入合成塔。经过合成塔下部的热交换器，混合气体的温度升高，并进入放有触媒（催化剂）的接触室。在接触室，一部分氮气和氢气发生反应，合成了氨，混有氮气，氢气和氨气的混合气体经过热交换器离开合成塔。混合气体要经由冷凝器，将氨液化，因而将氨分离出来，而氮气和氢气的混合气体经压缩再次送入合成塔，形成循环。 对合成氨的适宜条件的讨论
浓度：一般采用N2和H2的体积比1∶3
当合成氨生产的原料气循环使用时，两种气体仍应保持1∶3 的体积比循环。 温度：500℃左右。从三个方面——反应速率、氨的产率、催化剂活性考虑。
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合成氨是放热反应，降低温度虽有利于平衡向正反应方向移动，但温度过低，反应速率过慢，所以温度不宜太低，在500℃左右为宜，催化剂在这个温度活性最大。 压强：一般采用2×107Pa～5×107Pa.
合成氨是体积缩小的可逆反应，所以压强增大，有利于氨的合成，但压强过高时，对设备的要求也就很高，制造设备的成本就高，而且所需的动力也越大，应选择适当的压强。 催化剂：用铁触媒作催化剂。
催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡时间.，但不会影响氨的产率。 c. 氨的分离
把混合气体通过冷凝器，经冷凝使氨液化，将氨分离出来，导入液氨贮罐，提高原料的利用率。同时将未反应的H2、N2循环送入合成塔，使其充分利用。
②硫酸工业
课本上介绍的制取硫酸的方法是接触法，因为二氧化硫和氧气是在催化剂的表面接触时起反应的。这一方法由英国人P·菲利普斯在1831年首先发明。 反应原理： 2SO2+O2
2SO3
接触法制硫酸简要流程图
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a. 二氧化硫的制取与净化 反应场所：沸腾炉
将硫黄或经过粉碎的黄铁矿，分别放在专门设计的燃烧炉中，利用空气中的氧气使其燃烧，就可以得到SO2。反应方程式：S+O2 SO2 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
沸腾炉中从炉底通入强大的空气流，在炉内一定空间里把矿粒吹得剧烈翻腾，好像“沸腾着的液体”。使用沸腾炉可使矿粒燃烧得比较完全，从而可提高原料的利用率。
从燃烧炉中出来的气体叫做炉气。用燃烧黄铁矿制得的炉气含有SO2、O2、N2、水蒸气以及一些杂质，如砷、硒等的化合物和矿尘等。杂质和矿尘都会使催化剂中毒，水蒸气对设备和生产也有不良影响。因此，在进行下一步氧化反应以前，必须对炉气进行净化和干燥处理。用燃烧硫黄制得的炉气除含有SO2、O2和N2外，杂质较少，不需要经过净化和干燥处理。 b. 二氧化硫接触氧化制三氧化硫 反应场所：接触室
经过净化、干燥的炉气（其成分体积分数分别约为：SO27％，O211％，N282％）进入接触室，发生氧化反应，生成SO3。由于此反应是放热反应，随着反应的进行，反应环境的温度会不断升高，这不利于SO3的生成。因而与合成氨一样，接触法制取SO3时，也应在接触室的两层催化剂之间装上一个热交换器，用来把反应生成的热，传递给进入接触室需要预热的炉气，还可以冷却反应后生成的气体。 对二氧化硫的接触氧化的适宜条件的讨论 温度：操作温度400℃～500℃
对温度的控制的原理与合成氨工业相近。反应在温度较低的条件下进行最为有利，但温度较低时催化剂活性不高，反应速率低。在400℃～500℃范围内，反应速率和SO2的平衡转化率（93.5％～99.2％）都比较理想。 压强：常压 （注意与合成氨工业不同！）
常压下400℃～500℃时，SO2的平衡转化率已经很高，考虑到加压必须增加设备，增大投资和能量消耗，所以硫酸工厂通常采用常压进行操作，并不加压。 催化剂：用V2O5等作催化剂
c. 三氧化硫的吸收 反应场所：吸收塔
从接触室出来的气体，主要是SO3、N2以及剩余的未起反应的O2和SO2。SO3与H2O化合就生成了H2SO4。
H2SO4虽然是由SO3跟H2O化合制得的，但工业上并不直接用H2O或稀硫酸来吸收SO3。因为那样容易形成酸雾，不利于对SO3的吸收。为了尽可能提高吸收效率，工业上用H2SO4质量分数为98.3％的硫酸作吸收。
吸收过程在吸收塔里进行。为了增大SO3跟98.3％的硫酸的接触面积，强化吸收过程，在吸收塔里装填了大量瓷环。吸收操作采取逆流的形式，SO3从吸收塔的下部通入，98.3％的硫酸从吸收塔顶喷下，供稀释用的硫酸从吸收塔底放出。98.3％的硫酸吸收SO3后浓度增大，可用H2O或稀硫酸稀释，制得各种浓度的硫酸。
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从吸收塔上部导出的是N2、没有起反应的O2和少量SO2，为防止环境污染，应将上述气体再次通入接触室，进行第二次氧化，然后再进行一次吸收，最后再将这种尾气加以净化回收处理，既可消除SO2对大气的污染，又可充分利用原料。 d. 硫酸工业的“三废”处理
硫酸工业的尾气常用氨水吸收，然后再用硫酸将得到的(NH4)2SO3或NH4HSO3转化为(NH4)2SO4，并重新放出SO2。用氨水吸收尾气既防止了二氧化硫污染空气，又使得二氧化硫被充分的回收利用，而硫酸铵可作为化学肥料。
反应方程式：SO2+2NH3+H2O==(NH4)2SO3 SO2+NH3+H2O==NH4HSO3 (NH4)2SO3+H2SO4== (NH4)2SO4+SO2↑+H2O
硫酸工业中的污水含有硫酸的杂质，可用熟石灰将其中和。而沸腾炉中的黄铁矿废渣可作为制作水泥的原料或制砖。含铁品位高的矿渣经处理后可以炼铁。
③氯碱工业
氯碱工业是由电解食盐水溶液制取烧碱、氯气和氢气的工业生产，是重要的基础化学工业之一。
反应原理： 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 阴极：2H2O+2e-==2OH-+H2↑ 阳极：2Cl-==Cl2↑+2e-
a. 精制饱和食盐水
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