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第290章 发现可可豆!(我看看有几个人能看完!)

  艾萨克笑着说道。

  他的“杰作”——希波38号,将会让他们见识到,什么叫做“恐怖”!

  (ps:之前有个老哥说要要看原理,还要看化学方程……O_o??

  我都无语这玩意有啥好看的,我反正是弄来了,那个哥们不知道还在不在看了,你要是还在,那就——给——我——全——部——看——完——!? ̄? ̄︻デ═一

  其他人嘛……咱就是散了吧,后面的玩意十分的枯燥无聊……

  哈伯法(也称哈伯-博施法,德文:Haber-Bosch-Verfahren,英文:Haber Process,也称Haber-Bosch process或Fritz-Haber Process)是一种通过氮气及氢气产生氨气(NH3)的方法。

  氮气及氢气在200个大气气压及摄氏400度,通过一个铁化合物的催化剂(Fe3+),会发生化学作用,产生氨气。

  在这个情况下,产量一般是10-20%。

  N2g + 3H2g ? 2NH3g (该反应是可逆反应)

  在哈伯过程发现之前,氨一直难以在工业规模上生产。

  由哈伯过程中产生的氨产生的肥料,估计是负责维持三分之一的地球人口。

  而氨做为炸药的原材料,之前,德国要制作氨气需要从智利进口硝酸钠,哈伯过程使得得德国可以解除禁运对材料取得的困难,也引发了一战的胶着,而战后则在人口爆炸上贡献巨大。

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  据估计,人类中的一半的蛋白质中的氮是由用这种方法达到最初的固定的,而其余氮是由固氮细菌和古细菌生产的。

  这个实验首先在1908年由弗里茨·哈伯进行。于1910年,Carl Bosch于德国巴斯夫化学公司工作时,成功把这个实验商业化,使之符合成本效益。

  这个实验最早期于1911年被德军于第一次世界大战使用。

  之前,德国要制作氨气需要从智利进口硝酸钠,但由于战争使其供应不稳定。

  最终,哈伯也以此项发明获得1918年诺贝尔化学奖!

  合成氨的原料氮气来自于空气(以液态空气的分馏取得),氢气来自于水和燃料。

  原料气包含杂质,因此在参与反应前需要去除杂质,即原料气的净化。

  第一步先把原料中的硫化物清除,是因为硫化物会毒害哈柏法所使用的催化剂。

  催化加氢可以把有机硫化物变成硫化氢:

  H2+ RSH → RH + H2Sg

  产生的硫化氢会被氧化锌吸收,变成水和硫化锌:

  H2S + ZnO → ZnS + H2O

  在镍的催化下与水反应,经脱硫的碳氢化合物(如甲烷)转变成氢气和一氧化碳的混合物:

  CH4+ H2O → CO + 3 H2

  一氧化碳与水反应,转化成二氧化碳及制造更多的氢气:

  CO + H2O → CO2+ H2(可逆反应)

  接下来二氧化碳可经2-氨基乙醇溶液吸收或使用变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA,在此使用具有专利的固态吸附媒介)清除。

  制备氢的最后步骤是以使用催化剂的甲烷化methanation移除在氢气中残留的少量一氧化碳及二氧化碳:

  CO + 3 H2→ CH4+ H2O

  CO2+ 4 H2→ CH4+ 2 H2O

  水蒸气重组,一氧化碳变换,清除二氧化碳及甲烷化的步骤在25至35巴(10帕)的压强进行。

  由于化石燃料短缺,制氨用的氢理论上可以用水的电解(现今4%的氢由电解制备)或热化裂解(thermal chemical cracking)制得,但现在来说,这些方法都是不实际的。

  热裂解所需的热能可以从核能反应中取得,而风力发电、太阳能发电及水力发电产的的过剩电能可以用来电解水制氢。

  现在为止,从空气及燃料制氨以外的替代方案是不经济的,而且这些方法对环保的作用仍未被确定。

  步骤过程:

  合成氨的反应是在高压环境的合成塔中完成的,氮气和氢气混合后经过压缩从塔的上部进入合成塔。

  经过合成塔下部的热交换器,混合气体的温度升高,并进入放有触媒(催化剂)的接触室。

  在接触室,一部分氮气和氢气发生反应合成了氨,混有氮气,氢气和氨气的混合气体经过热交换器离开合成塔。

  混合气体要经由冷凝器,将氨液化,因而将氨分离出来,而氮气和氢气的混合气体经压缩再次送入合成塔,最终形成循环。

  而这样做也更加节省原料,可以循环利用。

  实际上硫酸合成工业中也有类似应用。)

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