PROCESO HABER-BOSCH
Páginas: 11 (2606 palabras)
Publicado: 8 de octubre de 2014
Obtención de amoniaco en la industria por el proceso de Haber-Bosch
En esta última parte de este ensayo se analizará de una forma somera el método industrial de obtención de amoniaco por el procedimiento de Haber-Bosch. A lo largo del siglo XX el método industrial ha evolucionado poco en lo referente a los fundamentos del mismo: la unión de nitrógeno e hidrógeno a presión y temperaturaselevadas y en presencia de un catalizador para dar amoniaco, pero ha evolucionado considerablemente en la obtención de las materias primas, fundamentalmente del hidrógeno. Bajo este punto de vista parece que el punto de inflexión está, como veremos en su momento, en principios de los años sesenta.
La exposición que viene a continuación está basada (salvo que se mencione expresamente) en los textosde K. Winnacker y E. Weingaertner[1] y fundamentalmente de F. Tegeder y L. Mayer[2]; el texto de J. Quílez Pardo y col.[3] ha sido la referencia fundamental para el estudio esquemático del procedimiento a finales del siglo XX.
Realizar a gran escala operaciones químicas que requieren elevadas temperaturas y altas presiones era algo muy nuevo en la técnica química de principios de siglo XX.Como hemos visto, el desarrollo práctico de los resultados obtenidos por Haber en el laboratorio fue llevado a cabo por los químicos e ingenieros de la BASF. Teniendo en cuenta las posibilidades del momento (1908) en lo que se refiere a materiales de los aparatos y su construcción, C. Bosch escogió entre todas las posibles condiciones de reacción el trabajar a una presión de 200 atm y a unatemperatura máxima de 550 ºC. El posterior desarrollo de esta industria demostró durante muchos años que estas condiciones eran las óptimas condiciones de trabajo. Los métodos de síntesis de amoniaco que después lograron consolidarse y que trabajan a presiones de 1000 atm y a temperaturas de 600 ºC sólo fueron posibles técnicamente cuando se hubieron descubierto nuevos aceros especiales y utilizado laexperiencia industrial de los métodos Haber-Bosch.
El mérito de Bosch no se limita a la puesta en marcha a gran escala de la síntesis del amoniaco, inventando los aparatos precisos para dicha síntesis, sino también en los tratamientos industriales para la obtención y manipulación de los gases reaccionantes, hidrógeno y nitrógeno. Para la obtención del hidrógeno, C. Bosch se decantó por el procesodel gas de agua, empleando para la gasificación el coque de hulla como materia prima. El nitrógeno, en la cantidad correspondiente a la proporción estequiométrica de la reacción, lo obtuvo a partir del aire.
La dificultad principal en la obtención del hidrógeno está en la eliminación del monóxido de carbono obtenido como subproducto. Es importante su eliminación ya que los gases que van areaccionar deben estar lo más puros posible con objeto de no acortar la vida del catalizador. Bosch realizó la eliminación por el llamado método de conversión del gas de agua, que convierte previamente el CO en CO2. Además desarrolló un sistema de lavados con lejías cupríferas que permitían la absorción de estos óxidos del carbono.
Los trabajos de C. Bosch[4] condujeron a establecer el llamadométodo de Haber-Bosch para la síntesis del amoniaco y que ha sido la base fundamental de la posterior evolución de la industria del amoniaco. En un principio las mejoras han sido por variaciones o por perfeccionamiento de los aparatos utilizados. Así, por ejemplo, la construcción de los hornos de síntesis experimentó tales cambios que permitió obtener el amoniaco líquido en lugar de obtener solucionesacuosas de amoniaco, como se hacía al principio.
El “método clásico” de Haber-Bosch que vamos a ver de forma muy esquematizada, se puede dividir en cuatro etapas: producción de gases reaccionantes; conversión del monóxido de carbono; absorción de monóxido y dióxido de carbono y, finalmente, formación de amoniaco. El objetivo fundamental del proceso en sus tres primeras etapas es la...
En esta última parte de este ensayo se analizará de una forma somera el método industrial de obtención de amoniaco por el procedimiento de Haber-Bosch. A lo largo del siglo XX el método industrial ha evolucionado poco en lo referente a los fundamentos del mismo: la unión de nitrógeno e hidrógeno a presión y temperaturaselevadas y en presencia de un catalizador para dar amoniaco, pero ha evolucionado considerablemente en la obtención de las materias primas, fundamentalmente del hidrógeno. Bajo este punto de vista parece que el punto de inflexión está, como veremos en su momento, en principios de los años sesenta.
La exposición que viene a continuación está basada (salvo que se mencione expresamente) en los textosde K. Winnacker y E. Weingaertner[1] y fundamentalmente de F. Tegeder y L. Mayer[2]; el texto de J. Quílez Pardo y col.[3] ha sido la referencia fundamental para el estudio esquemático del procedimiento a finales del siglo XX.
Realizar a gran escala operaciones químicas que requieren elevadas temperaturas y altas presiones era algo muy nuevo en la técnica química de principios de siglo XX.Como hemos visto, el desarrollo práctico de los resultados obtenidos por Haber en el laboratorio fue llevado a cabo por los químicos e ingenieros de la BASF. Teniendo en cuenta las posibilidades del momento (1908) en lo que se refiere a materiales de los aparatos y su construcción, C. Bosch escogió entre todas las posibles condiciones de reacción el trabajar a una presión de 200 atm y a unatemperatura máxima de 550 ºC. El posterior desarrollo de esta industria demostró durante muchos años que estas condiciones eran las óptimas condiciones de trabajo. Los métodos de síntesis de amoniaco que después lograron consolidarse y que trabajan a presiones de 1000 atm y a temperaturas de 600 ºC sólo fueron posibles técnicamente cuando se hubieron descubierto nuevos aceros especiales y utilizado laexperiencia industrial de los métodos Haber-Bosch.
El mérito de Bosch no se limita a la puesta en marcha a gran escala de la síntesis del amoniaco, inventando los aparatos precisos para dicha síntesis, sino también en los tratamientos industriales para la obtención y manipulación de los gases reaccionantes, hidrógeno y nitrógeno. Para la obtención del hidrógeno, C. Bosch se decantó por el procesodel gas de agua, empleando para la gasificación el coque de hulla como materia prima. El nitrógeno, en la cantidad correspondiente a la proporción estequiométrica de la reacción, lo obtuvo a partir del aire.
La dificultad principal en la obtención del hidrógeno está en la eliminación del monóxido de carbono obtenido como subproducto. Es importante su eliminación ya que los gases que van areaccionar deben estar lo más puros posible con objeto de no acortar la vida del catalizador. Bosch realizó la eliminación por el llamado método de conversión del gas de agua, que convierte previamente el CO en CO2. Además desarrolló un sistema de lavados con lejías cupríferas que permitían la absorción de estos óxidos del carbono.
Los trabajos de C. Bosch[4] condujeron a establecer el llamadométodo de Haber-Bosch para la síntesis del amoniaco y que ha sido la base fundamental de la posterior evolución de la industria del amoniaco. En un principio las mejoras han sido por variaciones o por perfeccionamiento de los aparatos utilizados. Así, por ejemplo, la construcción de los hornos de síntesis experimentó tales cambios que permitió obtener el amoniaco líquido en lugar de obtener solucionesacuosas de amoniaco, como se hacía al principio.
El “método clásico” de Haber-Bosch que vamos a ver de forma muy esquematizada, se puede dividir en cuatro etapas: producción de gases reaccionantes; conversión del monóxido de carbono; absorción de monóxido y dióxido de carbono y, finalmente, formación de amoniaco. El objetivo fundamental del proceso en sus tres primeras etapas es la...
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