第544章 合成氨
更新時間:2022-07-22 作者:黃油烤饅頭
我的意呆利 第544章 合成氨
硝石礦含有硝酸鉀和硝酸鈉是制造火藥的原料，也是農業肥料的重要來源。為此硝石礦的重要性就顯現了出來，而目前世界最大的硝石礦來自智利的潘帕斯沙漠。 早些年，因為這片硝石礦智利與周邊的秘魯、玻利維亞爆發了戰爭。經過一番慘烈的戰斗之后，秘魯與玻利維亞終于認清了事實，將該礦讓給了智利。 從此三國走向了不同的道路，而智利也借此成為南美三強之一。可想而知該硝石礦對智利的幫助有多大，也正因為如此，智利也成為大英帝國重要的伙伴之一，硝石礦的銷售被英國人所占據。 對于大英帝國壟斷硝石礦的銷售，其他國家都有不滿。大家都不是傻子，哪能不知道其用意。試圖壟斷火藥的原材料，導致各國在武備時必須考慮其的意見。 為此各國一方面向英國人施壓，試圖從中分一杯羹，一方面也在試圖想要找到繞開硝石礦采購的辦法。 而在這其中，氨是占據絕對重要的位置。 氨是氮和氫的化合物，常溫下是一種無色氣體，有強烈的刺激氣味，極易溶于水。氨也是制造硝酸、化肥、炸藥的重要原料。 既然氨這么有作用，自然研究氨工業化提取的人就不少。 1795年有人試圖在常壓下進行氨合成，后來又有人在50個大氣壓下試驗，結果都失敗了。 19世紀下半葉，物理化學的巨大進展，使人們認識到由氮、氫合成氨的反應是可逆的，增加壓力將使反應推向生成氨的方向：提高溫度會將反應移向相反的方向，然而溫度過低又使反應速度過小；催化劑對反應將產生重要影響。 這實際上就為合成氨的試驗提供了理論指導。當時物理化學的權威、德國的能斯特就明確指出：氮和氫在高壓條件下是能夠合成氨的，并提供了一些實驗數據。 法國化學家勒夏特列第一個試圖進行高壓合成氨的實驗，但是由于氮氫混和氣中混進了氧氣，引起了爆炸，使他放棄了這一危險的實驗。 雖然他放棄了，但是依然有人決定繼續進行該工作，弗里茨·哈伯就是決定要進行合成氨實驗的人。 他的實驗有些不同，他從不盲從權威，而是依靠實驗來檢驗。經過一番精準的實驗后，哈伯終于證實了能斯特的計算是錯誤的。 既然是錯誤的，那么他就需要進行改正。經過長久的實驗以及思考之后，哈伯終于得到一個完整的合成氨流程。 首先在熾熱的焦炭上方吹入水蒸汽，可以獲得幾乎等體積的一氧化碳和氫氣的混和氣體。其中的一氧化碳在催化劑的作用下，進一步與水蒸汽反應，得到二氧化碳和氫氣。然后將混和氣體在一定壓力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了較純凈的氫氣。 同樣將水蒸汽與適量的空氣混和通過紅熱的炭，空氣中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧化碳而被吸收除掉，從而得到了所需要的氮氣。 氮氣和氫氣的混合氣體在高溫高壓的條件下及催化劑的作用下合成氨。 但什么樣的高溫和高壓條件為最佳？ 以什么樣的催化劑為最好？ 這就必須花大力氣進行探索了。 經過不斷的實驗和計算，哈伯終于取得了鼓舞人心的成果。這就是在600c的高溫、200個大氣壓和鋨為催化劑的條件下，能得到產率約為8的合成氨。 8的轉化率不算高，當然會影響生產的經濟效益。哈怕知道合成氨反應不可能達到象硫酸生產那么高的轉化率，在硫酸生產中二氧化硫氧化反應的轉化率幾乎接近于100。 怎么辦？哈伯認為若能使反應氣體在高壓下循環加工，并從這個循環中不斷地把反應生成的氨分離出來，則這個工藝過程是可行的。于是他成功地設計了原料氣的循環工藝，這就是合成氨的哈伯法。 在哈伯研制出完整工業化合成氨技術時，卡洛第一時間就收到了消息。 其實這種事別想太復雜，只需要卡洛記得合成氨或者是人名就好，會有人去幫他尋找的。先將德國現有進行合成氨研究的人查一遍，從中找到熟悉的名字或則是查看對方在干什么，然后讓人去找到他，說想要資助對方，接下來就等成果。 基本上沒人會拒絕他的善意，因為搞研究是需要大筆的資金，很少有人是獲得充足的預算。能有個財大氣粗的大腿，誰都愿意接受的。 另外哈伯本人也有個百萬富翁的夢，想靠發明賺點錢。所以來自意大利的友誼，也是第一時間就接受了。 所以在合成氨工業化研究完成后，卡洛也非常合理的第一時間得到消息。 而得到消息的卡洛，當然知道其的作用。 什么造福人類先放一放，目前合成氨成本不低，你就是拿來做氨肥也沒有農民用的起。目前合成氨最大的作用，就是替代硝石在火藥中的作用。 既然合成氨工業化已經研究完畢，那么意大利當然不能落后。于是卡洛將侍衛長叫來。“麥克倫，讓薩伏伊基金投入資金，進行合成氨工廠的建造工作。” “遵命陛下。” 對于國王的命令，身為侍衛長的麥克倫當然只會遵從，這是多年來擔任侍衛長的經驗，少看少說多聽絕對沒錯的。 “另外讓哈伯來來指導一下工廠的建造工作。” 面對國王的話，麥克倫開口道。“陛下，這個可能有點難度。” “怎么了，哈伯難道不愿意來？” 對于侍衛長的話，卡洛有些驚訝。他可是看過哈伯的資料，這位化學大拿有點貪財的，這種指導工廠建造的工作，都會給一筆不菲的費用。 “是這樣的陛下，哈伯先生現在一門心思都放在將合成氨技術推銷給德國政府身上，可能不太愿意動身來意大利指導。” 雖然麥克倫說的很委婉，但是卡洛立刻懂了。哈伯認為自己研究的技術非常重要和值錢，所以在利益最大化之前，不愿意有任何的意外。 對于對方的想法，卡洛也是非常理解，但是內心卻有點不爽，難道意大利王國還能難為他不成。 不過天要下雨娘要嫁人，隨他去吧。不愿意來就不愿意吧，意大利合成氨工廠自己建造就是了。 其實在意大利得到合成氨技術時，德國方面也知道了哈伯研究成功的消息，另外也得知意大利購買了該技術的消息。 此時合成氨的推廣走入不同的道路，在德國政府的要求下，basf公司協助哈伯進行第一個合成氨工廠的建造工作，比起歷史上早了三年。 看來，意大利的重視讓德國也跟緊了腳步。 我的意呆利 第544章 合成氨
硝石礦含有硝酸鉀和硝酸鈉是制造火藥的原料，也是農業肥料的重要來源。為此硝石礦的重要性就顯現了出來，而目前世界最大的硝石礦來自智利的潘帕斯沙漠。 早些年，因為這片硝石礦智利與周邊的秘魯、玻利維亞爆發了戰爭。經過一番慘烈的戰斗之后，秘魯與玻利維亞終于認清了事實，將該礦讓給了智利。 從此三國走向了不同的道路，而智利也借此成為南美三強之一。可想而知該硝石礦對智利的幫助有多大，也正因為如此，智利也成為大英帝國重要的伙伴之一，硝石礦的銷售被英國人所占據。 對于大英帝國壟斷硝石礦的銷售，其他國家都有不滿。大家都不是傻子，哪能不知道其用意。試圖壟斷火藥的原材料，導致各國在武備時必須考慮其的意見。 為此各國一方面向英國人施壓，試圖從中分一杯羹，一方面也在試圖想要找到繞開硝石礦采購的辦法。 而在這其中，氨是占據絕對重要的位置。 氨是氮和氫的化合物，常溫下是一種無色氣體，有強烈的刺激氣味，極易溶于水。氨也是制造硝酸、化肥、炸藥的重要原料。 既然氨這么有作用，自然研究氨工業化提取的人就不少。 1795年有人試圖在常壓下進行氨合成，后來又有人在50個大氣壓下試驗，結果都失敗了。 19世紀下半葉，物理化學的巨大進展，使人們認識到由氮、氫合成氨的反應是可逆的，增加壓力將使反應推向生成氨的方向：提高溫度會將反應移向相反的方向，然而溫度過低又使反應速度過小；催化劑對反應將產生重要影響。 這實際上就為合成氨的試驗提供了理論指導。當時物理化學的權威、德國的能斯特就明確指出：氮和氫在高壓條件下是能夠合成氨的，并提供了一些實驗數據。 法國化學家勒夏特列第一個試圖進行高壓合成氨的實驗，但是由于氮氫混和氣中混進了氧氣，引起了爆炸，使他放棄了這一危險的實驗。 雖然他放棄了，但是依然有人決定繼續進行該工作，弗里茨·哈伯就是決定要進行合成氨實驗的人。 他的實驗有些不同，他從不盲從權威，而是依靠實驗來檢驗。經過一番精準的實驗后，哈伯終于證實了能斯特的計算是錯誤的。 既然是錯誤的，那么他就需要進行改正。經過長久的實驗以及思考之后，哈伯終于得到一個完整的合成氨流程。 首先在熾熱的焦炭上方吹入水蒸汽，可以獲得幾乎等體積的一氧化碳和氫氣的混和氣體。其中的一氧化碳在催化劑的作用下，進一步與水蒸汽反應，得到二氧化碳和氫氣。然后將混和氣體在一定壓力下溶于水，二氧化碳被吸收，就制得了較純凈的氫氣。 同樣將水蒸汽與適量的空氣混和通過紅熱的炭，空氣中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧化碳而被吸收除掉，從而得到了所需要的氮氣。 氮氣和氫氣的混合氣體在高溫高壓的條件下及催化劑的作用下合成氨。 但什么樣的高溫和高壓條件為最佳？ 以什么樣的催化劑為最好？ 這就必須花大力氣進行探索了。 經過不斷的實驗和計算，哈伯終于取得了鼓舞人心的成果。這就是在600c的高溫、200個大氣壓和鋨為催化劑的條件下，能得到產率約為8的合成氨。 8的轉化率不算高，當然會影響生產的經濟效益。哈怕知道合成氨反應不可能達到象硫酸生產那么高的轉化率，在硫酸生產中二氧化硫氧化反應的轉化率幾乎接近于100。 怎么辦？哈伯認為若能使反應氣體在高壓下循環加工，并從這個循環中不斷地把反應生成的氨分離出來，則這個工藝過程是可行的。于是他成功地設計了原料氣的循環工藝，這就是合成氨的哈伯法。 在哈伯研制出完整工業化合成氨技術時，卡洛第一時間就收到了消息。 其實這種事別想太復雜，只需要卡洛記得合成氨或者是人名就好，會有人去幫他尋找的。先將德國現有進行合成氨研究的人查一遍，從中找到熟悉的名字或則是查看對方在干什么，然后讓人去找到他，說想要資助對方，接下來就等成果。 基本上沒人會拒絕他的善意，因為搞研究是需要大筆的資金，很少有人是獲得充足的預算。能有個財大氣粗的大腿，誰都愿意接受的。 另外哈伯本人也有個百萬富翁的夢，想靠發明賺點錢。所以來自意大利的友誼，也是第一時間就接受了。 所以在合成氨工業化研究完成后，卡洛也非常合理的第一時間得到消息。 而得到消息的卡洛，當然知道其的作用。 什么造福人類先放一放，目前合成氨成本不低，你就是拿來做氨肥也沒有農民用的起。目前合成氨最大的作用，就是替代硝石在火藥中的作用。 既然合成氨工業化已經研究完畢，那么意大利當然不能落后。于是卡洛將侍衛長叫來。“麥克倫，讓薩伏伊基金投入資金，進行合成氨工廠的建造工作。” “遵命陛下。” 對于國王的命令，身為侍衛長的麥克倫當然只會遵從，這是多年來擔任侍衛長的經驗，少看少說多聽絕對沒錯的。 “另外讓哈伯來來指導一下工廠的建造工作。” 面對國王的話，麥克倫開口道。“陛下，這個可能有點難度。” “怎么了，哈伯難道不愿意來？” 對于侍衛長的話，卡洛有些驚訝。他可是看過哈伯的資料，這位化學大拿有點貪財的，這種指導工廠建造的工作，都會給一筆不菲的費用。 “是這樣的陛下，哈伯先生現在一門心思都放在將合成氨技術推銷給德國政府身上，可能不太愿意動身來意大利指導。” 雖然麥克倫說的很委婉，但是卡洛立刻懂了。哈伯認為自己研究的技術非常重要和值錢，所以在利益最大化之前，不愿意有任何的意外。 對于對方的想法，卡洛也是非常理解，但是內心卻有點不爽，難道意大利王國還能難為他不成。 不過天要下雨娘要嫁人，隨他去吧。不愿意來就不愿意吧，意大利合成氨工廠自己建造就是了。 其實在意大利得到合成氨技術時，德國方面也知道了哈伯研究成功的消息，另外也得知意大利購買了該技術的消息。 此時合成氨的推廣走入不同的道路，在德國政府的要求下，basf公司協助哈伯進行第一個合成氨工廠的建造工作，比起歷史上早了三年。 看來，意大利的重視讓德國也跟緊了腳步。 我的意呆利 第544章 合成氨
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