Was ist der Haber Prozess?

Der Haber Prozess, auch genannt den Haber-Bosch Prozess, ist die Methode der Herstellung des Ammoniaks vom Stickstoff und vom Wasserstoff using Eisen als Katalysator, unter Bedingungen der optimalen Temperatur und des Drucks. Dieser Prozess wurde vom deutschen Chemiker Fritz Haber 1909 entwickelt und wurde später zu einer industriellen Ebene von Karl Bosch erweitert. Sie wurden den Nobelpreis 1918 für die Überwindung der technischen Hindernisse zugesprochen, die in den Gebrauch von Hochdrucktechnologie auf einer industriellen Ebene mit einbezogen wurden.

Ammoniak ist zur Industrie sehr wichtig, als es wesentlich für die Fertigung der meisten nitrogenhaltigen Düngemittel und der Munitionen. Es wird using den Haber Prozess synthetisiert, indem man ein Volumen Stickstoff mit drei Volumen Wasserstoff in Anwesenheit des porösen Eisens als Katalysator kämmt. Dieses wird unter einer optimalen Temperatur von 1022° F durchgeführt (550° C) und ein Druck von 2175 bis 3626 P/in (15 bis MPa 25) beziehungsweise. Obwohl Osmium und Uran zuerst als die Katalysatoren für den Haber Prozess benutzt wurden, wurden sie später durch Eisen ersetzt, da es eine viel preiswertere Alternative ist.

Der Wasserstoff für die Reaktion wird im Allgemeinen erhalten, indem man Methan oder Erdgas mit Dampf, in Anwesenheit des Nickeloxids als Katalysator reagiert. Der Wasserstoff wird dann gebildet, um über Betten des Eisenoxids, zusammen mit Stickstoffgas von der Atmosphäre zu überschreiten. Da die Reaktion sehr langsame Unterraumtemperatur ist, wird die Temperatur erhöht, um den Prozess zu beschleunigen. Diese Reaktion ist ein exothermisches oder erhitzt das freigeben von Reaktion, also bevorzugt eine Zunahme der Temperatur nur die Rückreaktion und führt zu weitere Verkleinerung des Produktes.

Dieses ist in der Übereinstimmung Grundregel zur Lechatlier’s, die, dass jede mögliche Veränderung der Konzentration, der Temperatur, des Volumens oder des teilweisen Drucks zu einem System im Gleichgewicht hin das Gleichgewicht veranlaßt sich zu verschieben angibt, um der auferlegten Änderung entgegenzuwirken. In den einfacheren Ausdrücken wenn die Temperatur der Reaktion erhöht wird, um die Produktion des Ammoniaks zu beschleunigen, führt es nur zu einen weiteren Zusammenbruch des produzierten Ammoniaks in Stickstoff und in Wasserstoff. Da der Katalysator nur um 752° F effektiv arbeiten kann (400° C), die Temperatur muss zwischen 752° und 1022° F beibehalten werden (300° und 550° C).

Um die Anordnung des Ammoniaks zu erhöhen, sehr ist Hochdruck angewandt. Sogar unter diesen Bedingungen, nur ungefähr wird 15% von Ammoniak in jedem Durchlauf erhalten. Durch die wiederholte Wiederverwertung des ohne Reaktion Gases, ist es möglich, eine Wiederaufnahme von fast 98% zu erhalten. Der Haber Prozess wird in der Fertigung von fast 100 Million Tonnen Düngemittel jedes Jahr verwendet.