Wat is het Haber-Bosch-proces?

Soms de belangrijkste technologische vooruitgang van de 20e eeuw genoemd, maakt het Haber-Bosch-proces de economische massasynthese van ammoniak (NH3) van stikstof en waterstof mogelijk.Het werd een beetje voor de Eerste Wereldoorlog ontwikkeld door Fritz Haber en Carl Bosch, die Duitse chemici waren.Haber won de Nobelprijs voor de chemie in 1918 voor zijn ontdekkingen, en Bosch deelde een Nobelprijs met Friedrich Bergius in 1931 voor zijn werk over hogedrukchemische reacties.Aanvankelijk een Duits nationaal geheim, de chemie en technieken achter de effectieve synthese van ammoniak verspreid naar de rest van de wereld in de jaren 1920 en 1930.

Hoge druk, hoge temperaturen

ammoniak is belangrijk omdat het het primaire ingrediënt is in kunstmatigMeststoffen, zonder welke moderne agrarische opbrengsten onmogelijk zouden zijn.Soms het Haber ammoniakproces genoemd, was het Haber-Bosch-proces het eerste industriële chemische proces om gebruik te maken van extreem hoge druk: 200-400 atmosferen.Naast hoge drukken maakt het proces ook gebruik van hoge temperaturen van ongeveer 750 deg; -1.200 deg;Fahrenheit (ongeveer 400 deg; -650 deg; Celsius).De efficiëntie van de reactie is een functie van druk en temperatuur;Grotere opbrengsten worden geproduceerd bij hogere druk en lagere temperaturen binnen het noodzakelijke bereik.

geschiedenis

In het eerste decennium van de 20e eeuw werd de kunstmatige synthese van nitraten onderzocht vanwege de angst dat de levering van de werelden van vaste stikstof snel afnamten opzichte van de vraag.Stikstof in zijn inactieve, atmosferische gasvorm is zeer overvloedig, maar landbouwgebruikelijk bruikbare vaste stikstofverbindingen waren op dat moment moeilijker te vinden.Landbouwactiviteiten vereisen liberale hoeveelheden vaste stikstof om goede opbrengsten te produceren.Aan het begin van de 20e eeuw moesten alle ontwikkelde landen nitraten massaal importeren van de grootste beschikbare bron mdash;Saltpeter (nano3) van Chili mdash;en veel wetenschappers maakten zich zorgen over de afnemende toevoer van stikstofverbindingen. Het Haber-Bosch-proces bood een oplossing voor het tekort aan vaste stikstof.Met behulp van extreem hoge druk en een katalysator die voornamelijk uit ijzer bestaat, werden kritische chemicaliën die worden gebruikt bij zowel de productie van meststoffen als explosieven zeer toegankelijk gemaakt voor Duitsland, waardoor dat land in de Eerste Wereldoorlog kan blijven vechten als het Haber-Bosch-procesVertakt in globaal gebruik, werd het de primaire procedure die verantwoordelijk was voor de productie van chemische meststoffen.

Huidige productie

In het begin van de 21e eeuw werd het Haber-Bosch-proces gebruikt om meer dan 500 miljoen ton (453 miljard kilogram) kunstmatige meststof per jaar te produceren.Ongeveer 1 procent van 's werelds energie werd gebruikt om het te produceren, en het duurde ongeveer 40 procent van de aardbevolking.