氮氢混合气中的氢气主要由天然气、石脑油、重质油、煤、焦炭、焦炉气等原料制取。工业上通常先在高温下将这些原料与水蒸气作用制得含氢、一氧化碳等组分的合成气。这个过程称为造气。合成气中含有的硫化合物、碳的氧化物及水蒸气等都对生产过程中所用的催化剂有害，需在氨合成前除去。合成气中的一氧化碳，可与水蒸气作用生成氢和二氧化碳，这个过程称一氧化碳变换。习惯上把脱除硫化合物的过程称脱硫；脱除二氧化碳的过程称脱碳。残余的少量一氧化碳、二氧化碳和残余水蒸气则在最后除去。氮气的来源是，在造气时直接加入空气，或在合成前补加纯氮气。制取纯净的氮氢混合气时，原料不同，原料气净化方法也不同。

上述各种制氢原料主要成分可由不同氢碳比的C_mH_n或元素碳代表，它们在高温条件下分别与水蒸气作用生成氢和一氧化碳：

C_mH_n+nH₂O→nCO+(m/2+n)H₂

C+H₂O→CO+H₂ △H=131.39kJ

这些反应都是吸热的，工业上要使反应进行，都要在高温下提供热量，根据不同热源分为3种供热方式，即蒸汽转化法、部分氧化法和内部蓄热法。

又称外部供热。适用于以轻质烃（天然气、石脑油）为原料的合成氨厂。在镍催化剂存在下，含轻质烃气体于耐高温的合金反应管内与水蒸气进行转化反应，管外用燃料气燃烧加热（通过管壁传热），以天然气为原料时，一次转化后气体中仍有未转化的甲烷，残余甲烷再在二段转化炉内加入空气继续反应，最后制得的原料气组成见表1。

在高温下利用氧气或富氧空气与燃料进行反应，一部分燃料与氧气完全燃烧，生成二氧化碳，同时放出大量热；另一部分燃料与二氧化碳、水蒸气作用生成一氧化碳和氢气，其反应是吸热的，所需热量由完全燃烧反应放出的热提供，以重质油为例总反应式是：

C_nH_m+n/2O₂→nCO+m/2H₂

该法原料广泛，生产过程简单，也不需要昂贵的合金反应管，但需由空气分离装置提供氧气。

生产过程分为吹风阶段和制气阶段，两者形成一个循环。即先把空气送入煤气发生炉使固体燃料（焦炭或无烟煤）燃烧，放出的热积蓄在燃料床层中，接着停送空气而通入水蒸气进行吸热的气化反应。随后转入下一循环，继续吹风和制气。因此，操作是间歇进行的。以焦炭为原料（也是燃料）制得的水煤气，其典型组成见表2。