Language
Country/Area
No result found
Эволюция химии высокого давления: как Габер и Бош решили проблему производства аммиака 100 лет назад?
Технология производства аммиака претерпела колоссальные изменения за последнее столетие, наиболее влиятельным из которых является процесс Габера-Боша. Эта технология не только является основой промышленного производства аммиака, но и имеет решающее значение для развития мирового производства продуктов питания и химической промышленности.
Значение аммиака в сельском хозяйстве нельзя недооценивать. Он является ключевым сырьем для синтетических удобрений и играет важную роль в повышении урожайности.
Оглядываясь назад в историю, можно сказать, что с конца XIX по начало XX века, с развитием индустриализации, спрос на азотные удобрения резко возрос, что побудило химиков искать новые источники аммиака. До этого азотные удобрения в основном производились за счет добычи полезных ископаемых, а также удобрений животного и растительного происхождения, однако поставки этих ресурсов не могли удовлетворить растущий спрос.
В 1909 году Хаббер и его помощник Роберт Ле Розенжо провели важные эксперименты, разработав аппарат, способный работать при высоких давлениях, и продемонстрировав, что аммиак можно синтезировать из азота и водорода. Прорывы в области высоких давлений и каталитических технологий, необходимые для этого процесса, стали важной вехой в истории производства аммиака.
В конце своей карьеры Хаббл сказал: «Мировую проблему удобрений можно решить нашими усилиями», — утверждение, которое точно отражает его глубокое понимание науки и благополучия человека.
После того, как Габер впервые успешно синтезировал аммиак в лабораторных условиях, немецкая химическая компания BASF сразу же заинтересовалась этой технологией и поручила Карлу Бошу распространить эту лабораторную технологию на промышленное производство. Бош не только успешно масштабировал технологию, но и оптимизировал катализатор, что значительно увеличило выход аммиака и, наконец, в 1913 году позволило выйти на промышленное производство. В то время можно было производить до 20 тонн аммиака в день, что значительно способствовало развитию немецкой химической промышленности.
Во время Первой мировой войны синтетический аммиак стал основой военного потенциала Германии, а ситуация, когда осенью вода и небо были одного цвета, заставила многие страны осознать, насколько важно иметь стабильный источник аммиака во время войны. Результаты процесса Габера имели решающее значение в этот период; без них военные операции Германии могли бы потерпеть серьезную неудачу.
«Изобретение аммиака не только изменило будущее сельского хозяйства, но и изменило характер мировых войн». Это истинное описание исторического значения процесса Габера.
В конечном итоге Габер и Бош получили Нобелевскую премию за свой большой вклад в синтез аммиака и химию высокого давления. Благодаря их усилиям эффективность производства аммиака была значительно повышена, что в корне изменило режим работы всей химической промышленности. <
Сегодня производство аммиака по-прежнему основано на процессе Габера-Боша, и благодаря постоянному совершенствованию каталитической технологии и процессов эффективность и воздействие на окружающую среду также постепенно улучшаются. Фактически, согласно статистике, производство аммиака составляет около 1–2% мирового потребления энергии, а также является одним из важных источников глобальных выбросов углерода. Это заставило современных ученых переосмыслить способы производства аммиака, одновременно снижая его воздействие на окружающую среду.
В то же время, метод производства водорода также сталкивается с инновациями. Зеленый водород, полученный из чистой энергии, постепенно входит в процесс производства аммиака, делая будущее производство аммиака более устойчивым. Благодаря развитию науки и техники мир движется к новой эре более экологически чистого производства аммиака.
Однако, столкнувшись с такими фундаментальными и долгосрочными проблемами, мы не можем не задаться вопросом: как можно добиться устойчивого производства аммиака, удовлетворяя при этом мировые потребности в продовольствии в ближайшие десятилетия?
