本文应用大型流程模拟软件Aspen Plus对合成氨工艺流程中氨合成回路进行模拟计算,对回路模拟所需物系的热力学性质进行校核,并建立了各单元设备的模型。然后,使用Aspen Plus对氨合成系统平衡组成进行模拟计算,并建立合适的动力学模型对布朗氨合成塔及托普索氨合成塔进行模拟计算,模拟结果与工业值符合良好。随后,对氨合成塔主要操作变量进行了灵敏度分析,研究了合成压力、进口温度、空速、氢氮比及惰性气体含量对氨合成反应的影响,确定了最佳操作参数。在此基础上,建立了15MPa氨合成布朗流程及托普索流程模拟系统,并对15MPa下布朗流程合成塔进口温度进行优化,优化温度后最终氨产量相对提高3.5%。建立了10MPa下布朗氨合成回路流程模拟系统,模拟结果与15MPa相比出口氨浓度相对下降了20.21%,表明了铁系催化剂低压操作活性较低的局限性,提出钌基催化剂研究的必要性。最后对钌基催化剂适合工艺条件进行了探索研究,提出钌基催化剂最适反应条件并建立不同压力下侧线流程模拟系统,在同样的操作条件下,钌系催化剂最佳反应温度比铁系催化剂低20～30℃,相对活性比铁系催化剂高约40.8%,充分证明了钌基催化剂低温低压高活性的优越性。