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原料路线方向的改变。从世界燃料储存总量来看，煤的储被量大约是石油、天然气总量的10倍左右，自从1970年左右中东石油价格飞涨后,用煤来合成氨的方法再次得到人们的关注,但由于以天然气为原料的合成氨设备下本量小、能耗低、成本不高的缘由,推测到21世纪中期, 气体燃料仍将会是世界大部分合成氨工厂的主要原料。
节约能源和降低消耗。能源耗费金额在合成氨成本中占很大比重，应用能源消耗较低的工艺、尽可能地回收及适当地利用能量是合成氨生产的科技改良的关键，主要目标是开发性能更优良的催化剂、减少氨合成的压力、研发更新的原料气净化技术、减少燃料损耗、回收及适当地使用低位热能等。现在已有了多种以天然气为原料的节约能源型氨合成流程，每吨液态氨的预计能源消耗可减少到大约29.3GJ [3]。
和别的产品进行联合生产。合成氨制造过程中附带产出很多的CO2，不但可应用于冰冻、饮品、消火，同时还是制造尿素、纯碱、碳酸氢铵的所需原料。若在合成氨工艺之中的对原料气脱除CO2的过程中能进行这些产品的联合生产，便能优化流程、降低能源消耗、减少所需成本。中国创造的使用氨水脱除CO2来直接进行碳酸氢铵的制取的新工艺，和中国、意大利等国家做出的变换气气提法进行尿素的联合生产工艺，其优点很是显著[4]。
20世纪前中期，合成氨制造有着2个历史性转变，分别是小规模制造向大规模制造的转变和间断生产向不间断生产的转变。1940s化学工业科技提高的显著特征就是大型化和不间断化，尤其是在1960s之后，越来越多品质优良的新型催化剂被研发出来，能量也开始有了更为合适的回收与利用。展望21世纪，合成氨装置的发展方向将会是更为大型、更为集中、更为自动、能源消耗更低、更为环保。主要会有以下体现。
合成氨设备越发大型化。为了增加大规模合成氨的制备能力，通常会应用一些平行的系列装置。由于大规模合成氨厂较大，就需要用到平行的系列装置，这就会使成本大大增加，很不合算。若想要更好的经济效益，就需要降低平行系列数量，也就是说要增强单个系列设备的产能。从1960s中期开始世界上大部分新建的大规模合成氨工厂都使用更为优良的单系列装置。使近期单系列氨合成设备的产能从1000—1350t/d上升到1500—2000t/d[5]。
制备过程的管控更为智能、自动。合成氨生产中应用了新式智能仪表，使得生产的控制更为智能化、自动化。分散控制集中管理系统（DCS）的应用；可编程逻辑控制器（PLC）的应用；新式智能仪表的应用，这些都将增加合成氨制备的科技经济效益。
在21世纪可以预计如下科技可能会有长足的进步。
更加匀称、阻力更少的气体分布，氨合成塔内件更为合理。
新式的净化科技，可做到无毒、更强的吸收能力、更低的再生能源消耗。
更为优良的高活性合成氨催化剂的研发。
氨合成设备可以有着更为精密的数学模型。
固氮技术有更多的进展，完成氨合成产业的历史性改变。
1.3 本课题应解决的主要问题
熟悉合成氨装置的工艺流程及其合成氨装置的控制要求，以力控为平台设计合成氨装置控制系统。设计监控系统流程界面，包括实时曲线、历史曲线、控制程序、工艺流程图、操作界面、数据显示等。了解合成氨的基本原理，合成氨催化剂的选择，合成氨工艺条件的分析，设备构造的初步了解。设计氢氮比控制系统，惰性气体含量控制系统，合成塔温度控制系统，氨冷器液位控制系统，氨分离器及冷交换器液位控制系统。
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