Care este procesul Haber-Bosch?

Procesul Haber-Bosch, sau pur și simplu procesul Haber, este o procedură utilizată în fabricarea la scară largă a amoniacului. Acest proces a fost numit după Fritz Haber și Carl Bosch, cei doi chimici germani care au inventat procesul de la începutul secolului XX. Procesul Haber-Bosch a fost dezvoltat pentru a înlocui metodele mai puțin eficiente care au fost utilizate anterior în producția de amoniac, cum ar fi procesul Frank-Caro. În prezent, procesul Haber-Bosch este utilizat în principal pentru producerea amoniacului utilizat în îngrășăminte, spre deosebire de anii de inventare în care acesta a fost folosit pentru a furniza amoniac pentru explozivii folosiți în primul război.

fundal

Procesul Haber-Bosch a fost inventat pentru a satisface cerințele ridicate ale amoniacului în secolul al XIX-lea. Cererea de amoniac a crescut datorită cerinței sale privind îngrășămintele și producția de produse alimentare. La începutul secolului al XX-lea, Haber a decis să vină cu o metodă alternativă pentru a susține cererea de amoniac. Haber Fritz, alături de asistentul său, a venit cu un proces care impunea utilizarea de catalizatori și un dispozitiv de înaltă presiune. Procesul de demonstrație a fost la scară redusă la nivel de laborator. Procesul demonstrativ a avut loc în vara anului 1909. Amoniacul a fost generat ca picături la o viteză de 125 ml pe oră. Acest proces a fost recunoscut și a fost achiziționat de BASF, o companie chimică din Germania. Carl Bosch a primit sarcina de a asigura că procesul a fost modernizat la nivel industrial, ceea ce a reușit în 1910. Producția la scară largă a amoniacului a început în 1913 la uzina din Oppau, care era deținută de BASF. Planta a înmulțit producția de amoniac care a atins 20 de tone pe zi până în 1914. Procesul Haber-Bosch a fost un avantaj pentru Germania în timpul primului război mondial. Haber a câștigat un premiu Nobel în 1913, iar Bosch a câștigat același premiu în 1931.

Procesul

Amoniacul este format printr-un proces care implică reacția azotului și a hidrogenului. Procesul are loc la temperaturi între 400 și 500 de grade Celsius. Gazele de azot și hidrogen sunt trecute peste catalizatori, cu reguli de temperatură constante pentru a menține echilibrul constant. Gazele sunt trecute peste patru seturi de catalizatori. La fiecare set, aproximativ 15% gaze reacționează pentru a forma amoniac. Gazele care nu au reacționat sunt trecute din nou și din nou prin catalizatori. La sfârșit, aproape 97% dintre gaze au reacționat. Azotul nu este reactiv din cauza legăturilor puternice triple care dețin împreună moleculele sale. Pentru a se asigura că reacționează cu hidrogenul, sunt necesare temperaturi ridicate și catalizatori. Hidrogenul utilizat în procesul Haber-Bosch este în principal achiziționat din metan. Pentru a obține hidrogen din metan, se efectuează procesul de reformare a aburului prin care gazul este pus sub temperaturi ridicate și presiune și un catalizator de nichel. Pentru creșterea ratei de producție, amoniacul produs este eliminat frecvent din sistem. Catalizatorii utilizați în mod obișnuit în procesul Haber includ catalizatorii pe bază de fier, uraniul și osmiul.

Aspecte economice și de mediu

După ce procesul Haber-Bosch a fost inventat, a trebuit să concureze cu procesul de cianamidă. Procesul de cianamidă a fost ineficient, deoarece a utilizat cantități mari de energie și forță de muncă. Procesul Haber sa intensificat la un nivel care duce la producerea a aproximativ 450 de milioane de tone de îngrășăminte azotate anual. Producția mare de îngrășăminte a dus la transformarea unor suprafețe mari de teren în agricultură. Amoniacul a crescut randamentele agricole și a ofertei de alimente mari, ceea ce a dus la creșterea ratelor de creștere a populației.

Recomandat

Insulele cele mai populare din Noua Zeelandă
2019
Cine sunt poporul maori?
2019
Cele mai populare state americane
2019