Ablauf des Haber-Bosch-Verfahrens?

Das Haber-Bosch-Verfahren ist ein industrielles Verfahren zur Synthese von Ammoniak aus Stickstoff und Wasserstoff. Der Ablauf lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:

1. **Rohstoffbeschaffung**:
- Stickstoff wird aus der Luft gewonnen (ca. 78% der Luft besteht aus Stickstoff).
- Wasserstoff wird meist durch Dampfreformierung von Erdgas (Methan) erzeugt.

2. **Dampfreformierung**:
- Erdgas wird mit Wasserdampf bei hohen Temperaturen (ca. 700-1000 °C) und unter Druck in einem Reformer umgesetzt, um Wasserstoff und Kohlenmonoxid zu erzeugen:
\[
CH_4 + H_2O \rightarrow CO + 3H_2
\]

3. **Shift-Reaktion**:
- Das erzeugte Kohlenmonoxid wird in einer weiteren Reaktion mit Wasserdampf zu zusätzlichem Wasserstoff und Kohlendioxid umgesetzt:
\[
CO + H_2O \rightarrow CO_2 + H_2
\]

4. **Gasaufbereitung**:
- Das Gasgemisch wird gereinigt, um unerwünschte Verunreinigungen zu entfernen, die den Katalysator schädigen könnten.

5. **Ammoniaksynthese**:
- Das gereinigte Gasgemisch (Stickstoff und Wasserstoff) wird unter hohem Druck (150-300 bar) und bei Temperaturen von 400-500 °C in einem Reaktor über einen Eisenkatalysator umgesetzt:
\[
N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3
\]

6. **Kondensation**:
- Das Ammoniak wird durch Abkühlung des Reaktionsgemisches kondensiert und von den nicht umgesetzten Gasen getrennt.

7. **Rückführung**:
- Die nicht umgesetzten Gase werden zurück in den Reaktor geleitet, um die Effizienz des Prozesses zu erhöhen.

Das Haber-Bosch-Verfahren ist entscheidend für die Herstellung von Düngemitteln und hat einen großen Einfluss auf die Landwirtschaft und die Nahrungsmittelproduktion weltweit.