Metoda Habera i Boscha
Z Wikipedii
Metoda Habera i Boscha - reakcja chemiczna otrzymywania amoniaku z azotu i wodoru zgodnie z reakcją:
Metoda bezpośredniej syntezy amoniaku z wodoru i azotu została odkryta przez niemieckiego fizykochemika Fritza Habera. Otrzymał on za to Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w roku 1918. Metoda ta spowodowała, że wytworzenie amoniaku na skalę przemysłową stało się ekonomicznie możliwe. Metoda ta została wykorzystana na dużą skalę przy użyciu katalizatorów i wysokiego ciśnienia przez Carla Boscha, chemika przemysłowego, który otrzymał Nagrodę Nobla w 1931 r. razem z Friedrichem Bergiusem za badania nad reakcjami prowadzonymi w wysokich ciśnieniach.
[edytuj] Proces otrzymywania
Przebiega w trzech etapach:
- czyste gazy trafiają do sprężarki gdzie osiągają ciśnienie 250 atmosfer.
- reagują w konwentorze zawierającym żelazo w granulkach
- na koniec gazy oziębia się do temperatury -50°C by oddzielić amoniak, gdyż niecały azot i wodór przereaguje
Im niższa temperatura i wyższe ciśnienie, tym większa zawartość amoniaku w mieszaninie. W praktyce przemysłowej reakcja ta jest przeprowadzana przy ciśnieniu zawierającym się w przedziale od 200 do 400 atmosfer oraz temperatur wahających się pomiędzy 400 a 650°C.
[edytuj] Katalizator
Katalizatorem tej reakcji jest Fe, które pochodzi z magnetytu. Magnetyt stapia się z promotorami w temperaturze 1600°C, odlewa, chłodzi i rozdrabnia na granulki (3-8 mm)
Aby zwiększyć skuteczność działania katalizatora dodaje się do niego:
- K2O – który zmniejsza wrażliwość na zatrucia związkami siarki, ale zwiększa wrażliwość na zatrucia związkami tlenu
- CaO – zwiększa odporność na przegrzanie oraz wrażliwość na zatrucie związkami siarki i chloru, gdy część CaO zastąpi się MgO wzrasta aktywność
- Al2O3 – stabilizuje porowatą strukturę, zwiększa powierzchnię i przeciwdziała nadtapianiu się w miejscach aktywnych
- SiO2 – stabilizuje porowatą strukturę.
