El proceso de haber-bocsh

A veces llamado el avance tecnológico más importante de este siglo, el proceso Haber-Bosch permite la síntesis de masa económica de amoniaco (NH3) a partir del nitrógeno y del hidrógeno. Se desarrolló inmediatamente antes de la Primera Guerra Mundial por Fritz Haber y Carl Bosch, químicos alemanes. Haber ganó el Premio Nobel de Química en 1918 por sus descubrimientos, mientras que Bosch compartióun Premio Nobel con Friedrich Bergius en 1931 por su trabajo en las reacciones químicas a alta presión. El amoníaco es importante porque es el principal ingrediente en fertilizantes artificiales, sin la cual la producción agrícola de hoy en día sería imposible. A veces llamado el “proceso Haber de amoníaco”, fue el proceso de Haber-Bosch, el primer proceso químico industrial para hacer uso depresiones extremadamente altas (200 a 400 atmósferas). Además de las altas presiones, altas temperaturas (750 a 1200 grados Fahrenheit o 400 a 650 grados centígrados) se utilizan. La eficiencia de la reacción está en función de la presión y la temperatura – mayores rendimientos se producen a altas presiones y temperaturas más bajas.


El amoníaco es un compuesto químico cuya molécula estácompuesta por un átomo de nitrógeno (N) y tres átomos de hidrógeno (H) y cuya fórmula química es NH3.
El nombre de amoníaco deriva del nombre dado a una divinidad egipcia: Amón. Los egipcios preparaban un compuesto, cloruro amónico, a partir de la orina de los animales en un templo dedicado a este Dios. Cuando se llevo a Europa mantuvo ese nombre en recuerdo de la sal de Amón.
Las propiedadesfísico-químicas del amoniaco son variadas. Es un gas incoloro en condiciones normales, su temperatura de solidificación es de –77,7ºC, su temperatura de ebullición es de –33,4ºC , calor latente de vaporización a 0ºC es de 302 kcal/kg, presión de vapor a 0ºC es de 4,1 atm, temperatura crítica 132,4ºC, presión crítica 113atm, densidad del gas (0ºC y 1atm.) 0,7714 g/l.
Es tóxico por inhalación (edemapulmonar) y los vapores producen irritación de ojos. Las salpicaduras de amoníaco líquido producen quemaduras y un daño irreparable en los ojos.
El amoníaco se puede almacenar en almacenamientos refrigerados a presión atmosférica y aproximadamente –33ºC con capacidades de 10000 a 30000 tn (hasta 50000)
También puede almacenarse en esferas o tanques a presión a temperatura ambiente y su presión devapor con capacidades de hasta 1700 tn.
Por ultimo se utilizan esferas semirefrigeradas a presiones intermedias (4atm) y 0ºC estas esferas también tienen capacidades intermedias entre los almacenamientos a temperatura ambiente y los refrigerados.
El NH3 se obtiene exclusivamente por el método denominado Haber-Bosch (Fritz Haber y Carl Bosch recibieron el Premio Nobel de química en los años 1918y 1931). El proceso consiste en la reacción directa entre el nitrógeno y el hidrógeno gaseosos
N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) ΔHº = -46,2 kj/mol
ΔSº < 0
es una reacción exotérmica por lo que un excesivo aumento de temperatura no favorece la formación de amoníaco
25 ºC K = 6,8.105 atm.
450 ºC K = 7,8.10-2 atm.
Sin embargo, la velocidad a la que se forma NH3 a temperatura ambiente es casinula. Es una reacción muy lenta, puesto que tiene una elevada energía de activación, consecuencia de la estabilidad del N2. La solución de Haber al problema fue utilizar un catalizador (óxido de hierro que se reduce a hierro en la atmósfera de H2) y aumentar la presión, ya que esto favorece la formación del producto. Convertir el método de Haber en un proceso de fabricación fue trabajo realizado porCarl Bosch, ingeniero químico de la BASF, quien de este modo consiguió su nobel.
En la práctica las plantas operan a una presión de 100-1000 atm. y a una temperatura de 400-600 atm. En el reactor de síntesis se utiliza α-Fe como catalizador (Fe2O3 sobre AlO3 --> catálisis heterogénea). A pesar de todo, la formación de NH3 es baja con un rendimiento alrededor del 15%. Los gases de salida del...