Co to jest proces Haber-Bosch?
Proces Haber-Bosch, nazywany czasem najważniejszym postępem technologicznym XX wieku, umożliwia ekonomiczną syntezę masową amoniaku (NH3) z azotu i wodoru. Został opracowany nieco przed I wojną światową przez Fritza Habera i Carla Boscha, którzy byli niemieckimi chemikami. Haber zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1918 r. Za swoje odkrycia, a Bosch podzielił Nagrodę Nobla z Friedrichem Bergisem w 1931 r. Za pracę nad wysokociśnieniowymi reakcjami chemicznymi. Niemiecka tajemnica narodowa na początku, chemia i techniki efektywnej syntezy amoniaku rozprzestrzeniły się na resztę świata w latach 20. i 30. XX wieku.
Wysokie ciśnienie, wysokie temperatury
Amoniak jest ważny, ponieważ jest podstawowym składnikiem nawozów sztucznych, bez którego nowoczesne plony rolne byłyby niemożliwe. Proces Haber-Bosch, nazywany czasami procesem amoniaku Habera, był pierwszym przemysłowym procesem chemicznym, w którym zastosowano ekstremalnie wysokie ciśnienia: 200–400 atmosfer. Oprócz wysokich ciśnień proces wykorzystuje również wysokie temperatury około 750 °-1200 ° Fahrenheita (około 400 ° -650 ° Celsjusza). Wydajność reakcji jest funkcją ciśnienia i temperatury; wyższe wydajności są wytwarzane przy wyższych ciśnieniach i niższych temperaturach w niezbędnym zakresie.
Historia
W pierwszej dekadzie XX wieku badano sztuczną syntezę azotanów z obawy, że podaż stałego azotu na świecie gwałtownie spada w stosunku do popytu. Azot w postaci nieaktywnej, gazowej atmosfery jest bardzo obfity, ale w tym czasie trudniej było go znaleźć w rolniczych „utrwalonych” związkach azotu. Operacje rolnicze wymagają dużych ilości stałego azotu, aby uzyskać dobre plony. Na początku XX wieku wszystkie kraje rozwinięte na świecie były zobowiązane do masowego importu azotanów z największego dostępnego źródła - saletry (NaNO3) z Chile - i wielu naukowców martwiło się spadkiem podaży związków azotu.
Proces Haber-Bosch dostarczył rozwiązania problemu braku stałego azotu. Używając ekstremalnie wysokich ciśnień i katalizatora złożonego głównie z żelaza, krytyczne chemikalia stosowane zarówno w produkcji nawozów, jak i materiałów wybuchowych stały się bardzo dostępne dla Niemiec, umożliwiając temu krajowi kontynuowanie walki w pierwszej wojnie światowej. Jako proces Habera-Boscha Rozgałęziony w globalnym zastosowaniu, stał się podstawową procedurą odpowiedzialną za produkcję nawozów chemicznych.