現在的合成氨依照燃料不同，大體上可以分成三類(lèi)工藝路線(xiàn)，煤炭路線(xiàn)，天然氣路線(xiàn)與重油路線(xiàn)。但是在哈伯那個(gè)年代，還是以煤炭路線(xiàn)為主的。煤炭路線(xiàn)制備合成氣（N2：H2=1：3）的工藝主要包括空分制氮與水煤氣制氫兩個(gè)流程?，F在的氮氣非常便宜而且常見(jiàn)了，實(shí)驗用的工業(yè)氮氣也就幾十塊錢(qián)一瓶，可以說(shuō)是白菜價(jià)了。而且地球上的大氣78%都由氮氣組成，可以說(shuō)氮氣是一種取之不盡，用之不竭的資源。但是時(shí)間要是回到一兩百年前，制備氮氣可是花了老大勁了。今天我們就來(lái)講講空分制氮機的歷史。

      空氣分離顧名思義，就是將空氣首先轉變成液體，然后再利用氧氣與氮氣沸點(diǎn)不同將二者分開(kāi)。液氮的沸點(diǎn)是-196攝氏度，而液氧的沸點(diǎn)是-183攝氏度，二者的沸點(diǎn)差達到13度，可以說(shuō)是比較容易分離的體系。但是這項技術(shù)首先要面臨的困難就是如何將空氣液化。

      如果能夠降低溫度的話(huà)是不是空氣也能液化呢？這一點(diǎn)上估計俄羅斯人應該比較清楚，至少氣溫降低到零下30度的時(shí)候空氣還是正常氣體。這說(shuō)明要使空氣液化要么不可能，要么還需要更冷的低溫。

      臨界溫度的概念使得單純依靠壓縮是無(wú)法獲得一些氣體對應的液體的，當時(shí)這些氣體被人們稱(chēng)為永久氣體，很不幸，空氣中的氮與氧都屬于此類(lèi)范疇。因此液化空氣的發(fā)展還必須要等待人類(lèi)在制冷領(lǐng)域出現進(jìn)步。時(shí)間到了1853年，焦耳與湯普森在實(shí)驗室中發(fā)現，氣體經(jīng)過(guò)節流閥膨脹后溫度能夠降低，在節流閥一端的壓力越高，膨脹到常壓以后所得到的氣體溫度越低。這個(gè)發(fā)現后來(lái)被稱(chēng)為焦耳-湯普森效應。