Процесс Габера

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Проце́сс Хабе́ра (Габе́ра) — промышленный процесс (изобретен Фрицем Хабером и Карлом Бошем), в котором атмосферный азот «связывается» путем синтеза аммиака. Смесь азота и водорода пропускается через нагретый катализатор под давлением около 1000 атмосфер[1]. При этом за счет высокого давления равновесие в реакции N2+3H2 ↔ 2NH3 смещается в сторону аммиака.

Важным свойством процесса Габера является его безотходность. Реакция образования аммиака из водорода и азота равновесная и экзотермическая, поэтому при высоких температурах (необходимых для достижения приемлемой скорости реакции) равновесие смещается в сторону азота и водорода, и выход аммиака за один проход катализатора в промышленных условиях не превышает 14-16%. Поэтому образовавшуюся смесь охлаждают до конденсации аммиака, жидкий аммиак отделяют сепаратором, а оставшуюся смесь водорода и азота направляют на рециркуляцию - вновь нагревают и пропускают через катализатор. Таким образом, в процессе Габера теоретический выход в реакции синтеза аммиака составляет 100%.

Несмотря на то что реакция синтеза аммиака - экзотермическая, процесс Габера очень энергоемкий: средний расход электрической энергии на производство 1 т аммиака – 3200 кВт•ч. Энергия затрачивается на сжатие и нагрев смеси азота и водорода, и частично рассеивается в тепло при охлаждении, необходимом для конденсации и отделения аммиака.

Любопытно, что биофиксация атмосферного азота микрорганизмами - еще более энергоёмкий процесс: для ассимиляции 1 молекулы азота требуется не менее 12 молекул АТФ, что эквивалентно 5000 кВт*ч на 1 тонну аммиака.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

  • Процесс Габера в словаре (рус.). — Определение процесса Габера в научно-техническом словаре. Проверено 28 сентября 2009. Архивировано из первоисточника 8 апреля 2012.
  • Семенов В. П., Киселев Г. Ф., Орлов А. А. Производство аммиака / Под ред. В. П. Семенова. — М.: Химия, 1985. — 365 с.
  • Справочник азотчика: Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технологических газов. Синтез аммиака. — М.: Химия, 1986. — 512 с.
  • Кузнецов Л.Д., Дмитренко Л.М., Рабина П.Д., Соколинский Ю.А. Синтез аммиака. — М.: Химия, 1982. — 296 с.