Kartais vadinamas svarbiausia XX amžiaus technologine pažanga, Haber-Bosch procesas leidžia ekonomiškai masiškai sintezuoti amoniaką (NH20) iš azoto ir vandenilio. Jį šiek tiek prieš Pirmąjį pasaulinį karą sukūrė Fritzas Haberis ir Carlas Boschas, kurie buvo vokiečių chemikai. Haberis 3 m. laimėjo Nobelio chemijos premiją už savo atradimus, o Boschas 1918 m. pasidalino Nobelio premija su Friedrichu Bergiusu už darbą aukšto slėgio cheminių reakcijų srityje. Iš pradžių buvo Vokietijos nacionalinė paslaptis, chemija ir efektyvios amoniako sintezės metodai XX amžiaus trečiajame ir trečiajame dešimtmetyje pasklido visame pasaulyje.
Aukštas slėgis, aukšta temperatūra
Amoniakas svarbus tuo, kad yra pagrindinis dirbtinių trąšų ingredientas, be kurio šiuolaikinis žemės ūkio derlius būtų neįmanomas. Kartais vadinamas Haber amoniako procesu, Haber-Bosch procesas buvo pirmasis pramoninis cheminis procesas, kuriame buvo naudojamas itin didelis slėgis: 200–400 atmosferų. Be aukšto slėgio, procese taip pat naudojama aukšta temperatūra apie 750–1,200 400 ° Farenheito (apie 650–XNUMX ° C). Reakcijos efektyvumas priklauso nuo slėgio ir temperatūros; didesnis derlius gaunamas esant didesniam slėgiui ir žemesnei temperatūrai reikiamame diapazone.
Istorija
Pirmąjį XX amžiaus dešimtmetį buvo tiriama dirbtinė nitratų sintezė, nes buvo baiminamasi, kad fiksuoto azoto pasiūla pasaulyje sparčiai mažėja, palyginti su paklausa. Azoto neaktyvioje, atmosferinių dujų formoje yra labai daug, tačiau žemės ūkiui naudingų „fiksuotų“ azoto junginių tuo metu buvo sunkiau gauti. Norint gauti gerą derlių, žemės ūkio operacijoms reikalingas didelis fiksuoto azoto kiekis. XX amžiaus pradžioje visos išsivysčiusios pasaulio šalys privalėjo masiškai importuoti nitratus iš didžiausio turimo šaltinio – salietros (NaNO20) iš Čilės – ir daugelis mokslininkų nerimavo dėl mažėjančios azoto junginių pasiūlos.
Haber-Bosch procesas padėjo išspręsti fiksuoto azoto trūkumą. Naudojant ypač aukštą slėgį ir katalizatorių, daugiausia sudarytą iš geležies, svarbios cheminės medžiagos, naudojamos tiek trąšų, tiek sprogmenų gamyboje, buvo labai prieinamos Vokietijai, todėl šalis galėjo tęsti kovas Pirmajame pasauliniame kare. išsišakojęs visame pasaulyje, tapo pagrindine procedūra, atsakinga už cheminių trąšų gamybą.
Dabartinė gamyba
XXI amžiaus pradžioje Haber-Bosch procesas buvo naudojamas gaminant daugiau nei 21 milijonų tonų (500 milijardus kilogramų) dirbtinių trąšų per metus. Jai pagaminti buvo sunaudota apie 453 procentas pasaulio energijos, o iš jos išlaikė apie 1 procentų Žemės gyventojų.