第二百七十五章:合成氨(3/6)
起了爆炸,使他放弃了这一危险的实验。在物理化学研究领域有很好基础的哈伯决心攻克这一令人生畏的难题。
哈伯首先进行一系列实验,探索合成氨的最佳物理化学条件。
在实验中他所取得的某些数据与能斯特的有所不同,他并不盲从权威,而是依靠实验来检验,终于证实了能斯特的计算是错误的。
在一位来自英国的学生洛森诺的协助下,哈伯成功地设计出一套适于高压实验的装置和合成氨的工艺流程,这流程是:在炽热的焦炭上方吹入水蒸汽,可以获得几乎等体积的一氧化碳和氢气的混和气体。
其中的一氧化碳在催化剂的作用下,进一步与水蒸汽反应,得到二氧化碳和氢气。然后将混合气体在一定压力下溶于水,二氧化碳被吸收,就制得了较纯净的氢气。
同样将水蒸汽与适量的空气混和通过红热的炭,空气中的氧和碳便生成一氧化碳和二氧化碳而被吸收除掉,从而得到了所需要的氮气。
氮气和氢气的混合气体在高温高压的条件下及催化剂的作用下合成氨。
但什么样的高温和高压条件为最佳?以什么样的催化剂为最好?这还必须花大力气进行探索。
以锲而不舍的精神,经过不断的实验和计算,哈伯终于在1909年取得了鼓舞人心的成果。
这就是在600c的高温、200个大气压和锇为催化剂的条件下,能得到产率约为8的合成氨。8的转化率不算高,当然会影响生产的经济效益。
哈伯知道合成氨反应不可能达到像硫酸生产那么高的转化率,在硫酸生产中二氧化硫氧化反应的转化率几乎接近于100。怎么办?哈伯认为若能使反应气体在高压下循环加工,并从这个循环中不断地把反应生成的氨分离出来,则这个工艺过程是可行的。于是他成功地设计了原料气的循环工艺。这就是合成氨的哈伯法。
合成氨技术诞生之后,哈伯的名字就享誉了整个欧洲化学界。
在成功获得了合成氨哈伯法的专利之后,哈伯也接收到了自己获得当年维多利亚化学奖的消息。
为了让自己的工艺流程走出实验室,正式进行工业化生产,哈伯当机立断,决定接受来自阿瑟的邀请,前往澳大拉西亚的皇家