|
|
От
|
Boris
|
|
|
К
|
Vyacheslav
|
|
|
Дата
|
18.12.2008 20:38:37
|
|
|
Рубрики
|
WWI;
|
|
Метод Габера-Боша
Доброе утро,
позволил производить аммиак, условно говоря, из бурого угля, и в 1918 году его (аммиака) в Германии произвели 2 млн. тонн
Из Яндекса: "Фриц Габер приступил к исследованию реакции прямого синтеза аммиака в 1903 г. Вначале он проводил эксперименты при атмосферном давлении и изучал физико-химические параметры равновесного состояния конечного продукта. В 1907 г. ученый решил использовать повышенное давление, а в качестве катализатора применить металлы — осмий и уран. Все опыты проводились на установке высокого давления, которая позволяла варьировать этот параметр в диапазоне от 30 до 200 атм и была специально сконструирована им для экспериментов. Исследования проводились в широком температурном интервале (до 1000°С). В результате в том же году Габеру удалось получить до 500 см3 жидкого аммиака в течение нескольких часов работы установки. Количество не столь уж значительное, но главное — ученый сумел получить точные данные относительно выбора катализатора, влияния давления и температуры на положение равновесия и т. п. Следующим принципиально важным шагом стал переход от периодического режима реакции к непрерывному, осуществленному в условиях замкнутого цикла. В 1908 г. ученый предложил результаты своих исследований Баденской анилиновой и содовой фабрике (БАСФ) в Людвигсхафене. Новый метод был апробирован и приобретен предприятием. Договор между Габером и БАСФ был заключен не сразу. При демонстрации первого эксперимента по синтезу аммиака представителям фабрики К. Бошу и А. Митташу произошел сбой. Однако повторные опыты прошли успешно, и Митташ решился приобрести первенство патентования и вложить средства в развитие этого метода. Техническое осуществление проекта БАСФ поручила своему сотруднику химику Карлу Бошу. Габер осуществил синтез в небольшой лабораторной установке, выполненной из благородных сортов стали. Катализатором служил дефицитный и дорогой осмий, а в качестве исходных материалов использовались самые чистые азот и водород. То же самое Бошу предстояло сделать в несоизмеримо большем производственном масштабе. Сразу стало ясно, что нужно искать новый катализатор, т. к. контактный аппарат терял в опытах свою прочность, а осмий окислялся до оксида. Именно в этом направлении были сосредоточены все усилия небольшой группы сотрудников фабрики, занимавшейся разработкой синтеза аммиака. Необходимо было найти столь же активный, но более дешевый катализатор. Параллельно Бош занимался преобразованием лабораторной установки Габера. Для промышленного производства нужно было сконструировать аппаратуру, выдерживающую давление 200 атм при температуре белого каления и непроницаемую для водорода, легко диффундирующего в таких условиях через все металлы. Кроме того, следовало обезопасить установку от возможного взрыва, который при столь высоком давлении мог произойти, как показали опыты, от случайной примеси 1–2% кислорода. Особое значение имела тщательная очистка газов от малейших следов серы, фосфора, мышьяка, оксида углерода и прочих обычных загрязнений, отравляющих катализатор, т. е. быстро уменьшающих его активность. К 1911 г. все эти проблемы были решены. Совместными усилиями Габера, Боша, а с 1909 г. и присоединившегося к ним Митташа удалось создать первые полузаводские аппараты синтеза аммиака. Катализатор, разработанный на основе особым образом изготовленного пористого железа, проявлял ту же активность, что и осмий. Специальный процесс очистки газов предотвращал порчу катализатора под действием каталитических ядов. В результате был создан способ синтеза аммиака, вошедший в мировую практику под названием метода Габера–Боша. Он характеризовался следующими основными параметрами: давление — 200 атм, температура — 500–550°С, катализатор — промотированное железо. В 1912 г. в Людвигсхафене построили и запустили в эксплуатацию опытную установку производительностью около 1 т аммиака в сутки. К 1913 г. было закончено строительство завода мощностью 25 т/сут. в Оппау. В конце 1920-х гг. он ежесуточно производил уже до 400 т продукта. Второй большой завод в деревне Лейна (рядом с Мерзебургом) был построен и введен в действие в 1916 г. Его мощность, первоначально составлявшая 400 т/сут., к концу 1920-х гг. была доведена до 800–1000 т/сут. Необходимость в новом предприятии возникла в связи с частичным разрушением во время налетов авиации завода в Оппау, а также военными потребностями немецкого государства. До окончания Первой мировой войны Германия была единственной страной, освоившей промышленное производство синтетического аммиака."
С уважением, Boris.