กระบวนการฮาเบอร์ - บ๊อชคืออะไร?

กระบวนการฮาเบอร์ - บ๊อชหรือกระบวนการฮาเบอร์เป็นกระบวนการที่ใช้ในการผลิตแอมโมเนียขนาดใหญ่ กระบวนการนี้ได้รับการตั้งชื่อตาม Fritz Haber และ Carl Bosch นักเคมีชาวเยอรมันสองคนผู้คิดค้นกระบวนการในต้นศตวรรษที่ 20 กระบวนการฮาเบอร์ - บ๊อชได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อแทนที่วิธีที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าที่เคยใช้ในการผลิตแอมโมเนียเช่นกระบวนการแฟรงก์ - คาโร วันนี้กระบวนการฮาเบอร์ - บ๊อชส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตแอมโมเนียที่ใช้ในปุ๋ยซึ่งแตกต่างจากช่วงปีที่คิดค้นเมื่อมันถูกนำมาใช้เพื่อให้แอมโมเนียสำหรับวัตถุระเบิดที่ใช้ในสงครามครั้งแรก

พื้นหลัง

กระบวนการฮาเบอร์ - บอชถูกคิดค้นขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการที่สูงของแอมโมเนียในศตวรรษที่ 19 ความต้องการแอมโมเนียเพิ่มขึ้นเนื่องจากความต้องการใช้ปุ๋ยและการผลิตอาหารสัตว์ ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ฮาเบอร์ตัดสินใจเลือกวิธีการอื่นเพื่อรักษาความต้องการของแอมโมเนีย ฮาเบอร์ฟริตซ์พร้อมกับผู้ช่วยของเขาเกิดกระบวนการที่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาและอุปกรณ์ความดันสูง กระบวนการสาธิตมีขนาดเล็กในระดับห้องปฏิบัติการ กระบวนการสาธิตเกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนปี 1909 แอมโมเนียถูกสร้างขึ้นเป็นหยดในอัตรา 125 มิลลิลิตรต่อชั่วโมง กระบวนการนี้ได้รับการยอมรับและถูกซื้อโดย BASF บริษัท เคมีแห่งหนึ่งในเยอรมนี Carl Bosch ได้รับมอบหมายหน้าที่ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระบวนการนั้นได้รับการยกระดับสู่ระดับอุตสาหกรรมซึ่งเขาประสบความสำเร็จในปี 1910 การผลิตแอมโมเนียขนาดใหญ่เริ่มขึ้นในปี 1913 ที่โรงงาน Oppau ซึ่งเป็นเจ้าของโดย BASF โรงงานคูณการผลิตแอมโมเนียซึ่งตี 20 ตันต่อวันภายในปี 1914 กระบวนการฮาเบอร์ - บ๊อชเป็นสินทรัพย์สำหรับเยอรมนีในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 ฮาเบอร์ชนะรางวัลโนเบลในปี 2456 และบ๊อชชนะรางวัลเดียวกันในปี 2474

กระบวนการ

แอมโมเนียเกิดขึ้นจากกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของไนโตรเจนและไฮโดรเจน กระบวนการนี้เกิดขึ้นภายใต้อุณหภูมิระหว่าง 400 ถึง 500 องศาเซลเซียส ก๊าซไนโตรเจนและไฮโดรเจนถูกส่งผ่านไปยังตัวเร่งปฏิกิริยาโดยมีข้อกำหนดด้านอุณหภูมิคงที่เพื่อให้สมดุลคงที่ ก๊าซถูกส่งผ่านไปยังชุดตัวเร่งปฏิกิริยาสี่ชุด ในแต่ละชุดก๊าซประมาณ 15% จะทำปฏิกิริยากับแอมโมเนีย ก๊าซที่ไม่ได้ทำปฏิกิริยาจะถูกส่งผ่านตัวเร่งปฏิกิริยาซ้ำแล้วซ้ำอีก ในตอนท้ายเกือบ 97% ของก๊าซได้ตอบสนอง ไนโตรเจนไม่เกิดปฏิกิริยาเนื่องจากพันธะสามพันธะที่แข็งแรงจับโมเลกุลไว้ด้วยกัน เพื่อให้แน่ใจว่ามันทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนต้องใช้อุณหภูมิสูงและตัวเร่งปฏิกิริยา ไฮโดรเจนที่ใช้ในกระบวนการฮาเบอร์ - บ๊อชส่วนใหญ่ได้มาจากมีเธน ในการรับไฮโดรเจนจากมีเธนจะมีการดำเนินกระบวนการปฏิรูปไอน้ำโดยที่ก๊าซจะถูกวางไว้ภายใต้อุณหภูมิและความดันสูงและตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล เพื่อเพิ่มอัตราการผลิตแอมโมเนียที่ผลิตมักถูกลบออกจากระบบ ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้กันทั่วไปในกระบวนการฮาเบอร์รวมถึงตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้เหล็กยูเรเนียมและออสเมียม

ด้านเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อม

หลังจากกระบวนการฮาเบอร์ - บอชถูกประดิษฐ์ขึ้นมันต้องแข่งขันกับกระบวนการไซยาไมด์ กระบวนการไซยาไมด์ไม่ได้ผลเพราะใช้พลังงานและแรงงานจำนวนมาก กระบวนการฮาเบอร์ได้ทวีความรุนแรงขึ้นจนถึงระดับที่นำไปสู่การผลิตปุ๋ยไนโตรเจนประมาณ 450 ล้านตันต่อปี การผลิตปุ๋ยที่มีขนาดใหญ่ทำให้พื้นที่ทางการเกษตรมีขนาดใหญ่ ปุ๋ยแอมโมเนียได้เพิ่มผลผลิตทางการเกษตรและการจัดหาอาหารที่เพียงพอนำไปสู่อัตราการเติบโตของประชากรที่เพิ่มขึ้น

แนะนำ

สำนักงานใหญ่ขององค์การนิรโทษกรรมสากลตั้งอยู่ที่ไหน?
2019
ชายฝั่งโคโรแมนเดลอยู่ที่ไหน
2019
เมืองที่ใหญ่ที่สุดในกรีซ
2019