氧化態的催化劑並不具備催化活性，使用前必須經過還原活化處理。催化劑的活性不僅與其化學組成、物理結構和製備方法有關，還與催化劑的還原過程有關。
1 、 還原程序與還原質量的影響因素
氨合成催化劑的還原通常是在合成氣的氣氛中進行的。還原過程中一般認為只有 fe304被還原，而其它助劑仍以氧化物的形式存在。還原主要化學反應式為：
fe304(s)+4h2(g)二3-fe(s)+4h20 (g)
1.1 溫度的影響
提高溫度，有利於反應速度的加快，縮短還原程序以及化學平衡的向右移動，促使還原反應的完全徹底。但過高的溫度會引起鐵微晶的長大或燒結，造成催化劑活性表面或活性中心的減少，降低催化劑的本徵活性。
1.2壓力的影響
從還原反應的特點來看，壓力不影響反應的平衡，但可以加快反應速度。還原過程中由於生成的水汽不斷被除去，平衡因此不斷被破壞，壓力的提高有利於縮短還原達到平衡的時間。此外，增加壓力還是提高空速和加強氨合成反應的有效手段。
但壓力對於還原反應的水汽擴散起著抑制作用，壓力提高，催化劑顆粒內部水汽的逸出變得困難，增加了催化劑水汽中毒的機會。
1.3空速的影響
空速的提高一般是通過加大迴圈量或提高系統壓力來實現的。還原階段提高空速，可以縮短水汽與催化劑活性位的接觸時間，減少水汽對催化劑反覆氧化還原的可能性，從催化劑微孔結構的形成來看，比表面積得以增大。同時由於氫空速也隨之提高，加快了還原反應的進行。
但空速的提高常受制於加熱器的能力。
1.4水汽的影響
水汽既是反應的產物，又是催化劑的毒物。不論是從還原反應的要求來講，還是從保護催化劑活性的角度考慮，降低系統水汽含量都是必要的。所謂的快速還原法，還原過程水汽達10g／nm3，甚至更高，這不可取也是不允許的。
1.5氫濃度的影響
氫作為還原介質，增加其濃度相當於提高還原反應的推動力，有利於平衡向生成物方向移動，促進還原反應的進行。在還原初期應控制較高的濃度，以便有較高的還原速率。還原主期可作適當調整。
1.6反應器內件型式的影響
就化學反應的本身速率而言，只與反應組份的濃度、溫度以及催化劑有關，而與反應器的大小無關，但實際上，化學反應進行的同時，必然伴隨著反應組分的傳遞，反應熱的吸收和釋放，反應物料的混合等物理過程。這些過程又影響著反應物的濃度和溫度，因而研究化學反應還應當聯絡反應器的尺寸和形狀。
目前我國氨合成塔就內件型式而言，大型化肥廠和部分中型氮肥廠基本上都是冷激型的軸向塔、徑向塔、軸徑向塔。這類塔催化劑的還原還是比較容易的。而其它中、小型化肥廠冷管型內件居多，由於還原過程存在著冷壁效應，催化劑的還原相對困難得多，特別是塔底溫度很難提得起來(均溫型軸向塔軸向溫差較小)，催化劑的還原度將受到限制。
2 、 擬訂還原方案
還原方案大致包括以下幾項內容：
2.1準備工作
(1)轉動裝置處於良好的待運狀態，防止因裝置故障而造成停車事故。
(2)合成塔測溫電偶及其它儀表已經校驗，避免儀表偏差導致操作失誤。
(3)水汽分析工作準備完畢。
水汽分析使用較多的有色譜法、乾冰法等等。一般常用的是傳統的燒鹼石棉吸收法。用這種方法在操作中應注意以下幾點：
①燒鹼石棉應符合質量要求，使用前應在 350±5℃下烘乾4h；②取樣點要合理，應緊靠合成塔出口，且管線不宜過長；③每半小時分析一次水汽濃度，採用連續通氣法，流速以 2l／min為宜；④吸收管次序不能顛倒。
計算公式
式中： g1、g2分別為兩吸收管的增重，mg
t為室溫，℃
p、pho分別為大氣壓以及飽和水蒸汽壓, mmhg
a為出塔氨含量，％
2.2指標的擬定
綜合影響催化劑還原因素，對於不同型號的催化劑的公升溫期、還原初期、主期和末期，根據其出水特點可分別給出相應的指標。但總的原則是高空速、高熱負荷、高氫、低水汽、低平面及軸向溫差以及盡可能低的壓力。根據催化劑的特點，還原過程大致可分為以下幾個階段。
公升溫期：此過程僅僅是脫除微量的物理水，公升溫速率可適當快些，一般在40～50℃／h。
還原初期：還原反應剛開始，反應並不激烈，水汽濃度一般不會超出指標，公升溫速率控制在8～10℃為宜(按催化劑型號來決定，以下幾個階段相同)。
還原主期：由於反應猛烈，水汽可能會超指標，可採取控制公升溫的辦法控制水汽濃度。
還原末期：還原趨於結束，可根據需要進行一些指標的調整，對於冷管型合成塔，應最大限度地提高床層底部溫度並自然地過渡到負荷調整期。
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