Historie procesu Haber-Bosch začíná s vynálezem stejnojmenné chemického procesu na počátku XX -tého století. Proces společnosti Haber-Bosch umožňuje ekonomicky fixovat atmosférický dinitrogen ve formě amoniaku , což zase umožňuje syntézu různých výbušnin a dusíkatých hnojiv . V obou případech je úhel pohledu demografického je pravděpodobně nejdůležitější průmyslový způsob stále vyvíjel během XX th století.
Dlouho před začátkem průmyslové revoluce zemědělci, kteří různými způsoby „vykrmovali zemi“, znali výhody poskytování základních živin pro růst rostlin. Práce Justuse von Liebiga umožnila ve 40. letech 20. století identifikovat význam dodávky dusíku pro tento účel. Stejná chemická sloučenina by navíc mohla být již přeměněna na kyselinu dusičnou , předchůdce pyroxylovaných prášků a silných výbušnin, jako je TNT a nitroglycerin . I když je pak známo, že dusík je dominantní součástí zemské atmosféry , anorganická chemie dosud nestanovila proces jeho fixace.
Když se tedy německému chemikovi Fritzovi Haberovi v roce 1909 podařilo v laboratoři zafixovat atmosférický dusík, jeho objev byl vojenským , ekonomickým a zemědělským zájmem zároveň . Není tedy divu, že v roce 1913 , jen o pět let později, vyvinul výzkumný tým společnosti BASF vedený Carlem Boschem první průmyslovou aplikaci Haberovy práce: proces Haber-Bosch . Tento proces bude sloužit jako model, teoretický i praktický, pro celou část moderní průmyslové chemie , vysokotlaké chemie .
Průmyslová výroba čpavku prodlužuje první světovou válku tím, že poskytuje Německu předchůdce moderních bezdýmných prášků a výbušnin nezbytných pro jeho válečné úsilí, přestože již nemá přístup k tradičním zdrojům dusíku, využívaným hlavně v Jižní Americe. V meziválečném období přispěla syntéza amoniaku z téměř nevyčerpatelné nádrže atmosférického dusíku za nižší cenu k rozvoji intenzivního zemědělství a podpořila růst světové populace . Během druhé světové války usilovalo o industrializaci Haberova procesu ve velké míře ve prospěch procesu Bergius , který společnosti IG Farben umožnil syntetizovat palivo jménem nacistického Německa , čímž se snížil její dovoz ropy.
Na začátku XXI th století, je účinnost procesu Haber-Bosch (a jeho analogy) se zlepšila do té míry, že splňuje více než 99% celosvětové poptávky po syntetické amoniak, který se pak zvýší na více než 100 milionů tun za rok. Dusíkaté hnojivo syntetický odvozené, jako močoviny a dusičnanu amonného , jsou jedním z pilířů průmyslového zemědělství a staly se základem pro dodávku alespoň dvě miliardy lidí. Průmyslová zařízení provádějící tento proces mají významný ekologický dopad . Kromě toho se syntetická dusíkatá hnojiva spotřebovávají ve velkém měřítku a polovina takto dodávaného dusíku není rostlinami asimilována. Poté se nacházejí ve vodních cestách i v zemské atmosféře ve formě nestabilních chemických sloučenin.
Zemědělci již po staletí věděli, že některé živiny jsou nezbytné pro růst rostlin. V různých částech světa vyvinuli techniky k výkrmu Země. V Číně byl odpad produkovaný lidmi rozšířen v rýžových polích . V XIX th století, anglické kapely potuloval kontinent, aby se vykopat kostry , které byly zemi na hnojivo. Justus von Liebig , německý chemik a zakladatel průmyslového zemědělství , tvrdil, že Anglie „ukradla“ 3,5 milionu koster z celé Evropy. V Paříži se ročně shromáždilo až milion tun koňského hnoje na výkrm městských zahrad. Ještě v XIX th století, kosti z bizona byla usmrcena v americkém západě byly přineseny do továren na východním pobřeží .
Od 20. do 18. let 20. století byly ostrovy Chincha v Peru využívány pro své guano , v té době prémiové hnojivo . Vyvážel se hlavně do Spojených států , Francie a Velké Británie . Po několik desetiletí došlo v Peru k výraznému nárůstu jeho ekonomické aktivity. Když byla ložiska vyčerpána, bylo vytěženo asi 12,5 milionu tun.
Byl zahájen výzkum s cílem najít další zdroje hnojiv. Atacama , v peruánské území v té době, obsahoval velké množství „Chilský ledek“ ( dusičnan sodný ). V době tohoto objevu měl tento produkt omezenou zemědělskou využitelnost. Na druhou stranu se chemikovi podařilo vyvinout chemický proces, který jej přeměnil na kvalitní ledek , produkt používaný k výrobě střelného prachu . Tento ledek by se zase mohl přeměnit na kyselinu dusičnou , předchůdce mocných výbušnin , jako je nitroglycerin a dynamit . S nárůstem vývozu vzrostlo napětí mezi Peru a sousedními zeměmi.
V roce 1879 se Bolívie , Chile a Peru dostaly do války za držení pouště Atacama: byla to „ dusičnanová válka “. Bolivijské síly byly Chile rychle poraženy. V roce 1881 Chile také porazilo peruánské síly a převzalo kontrolu nad využíváním dusičnanů z pouště Atacama. Spotřeba chilského ledku pro zemědělské účely byla stále vyšší. Chilané zase viděli, že se jejich životní úroveň výrazně zvýšila.
Technologický vývoj v Evropě tyto El Dorados ukončil . V XXI -tého století, minerály z tohoto regionu jsou „malé části“ v dodavatelském globální dusíku.
Na konci XIX th století, chemici, včetně William Crookes , předseda britského sdružení pro povýšení vědy v roce 1898, předpověděl, že poptávka po dusíkatých látek, a to buď ve formě hnojiva nebo výbušniny , by převyšovat nabídku v blízká budoucnost.
V návaznosti na práci Claude-Louis Bertholleta publikovanou v roce 1784 chemici vědí, že amoniak se skládá z dusíku. První pokusy o syntézu amoniaku provedl v roce 1795 Georg Friedrich Hildebrandt . Několik jiní budou provedeny v průběhu XIX th století.
V 70. letech 19. století byl amoniak vedlejším produktem, s nímž plynárenský průmysl nevěděl, co má dělat. Jeho význam se objevil později, až do té míry, že v 20. letech 20. století průmysl upravil svá zařízení tak, aby jej vyráběli z koksu . Tato výroba však nemohla uspokojit poptávku. Například v roce 1910 dosáhla produkce dusíku fixovaného koksovacími pecemi asi 230 000 tun, zatímco Chile vyvezlo asi 370 000 tun.
V roce 1900 vyprodukovalo Chile díky ložiskům ledku dvě třetiny všech hnojiv spotřebovaných na planetě. Tato ložiska by však došla, jejich těžbě dominoval oligopol a náklady na ledek se stále zvyšovaly. K zajištění potravinové bezpečnosti rostoucí evropské populace bylo nezbytné najít ekonomický a spolehlivý způsob výroby.
Otázka zabezpečení potravin byla pro Německo obzvláště akutní. Její půda byla neúrodná a její říše jí nedokázala poskytnout potřebné bohatství. Velký spotřebitel ledku z Chile dovezl v roce 1900 350 000 tun. O dvanáct let později to bylo 900 000 tun. Ve stejném roce Spojené státy spotřebovaly poloviční množství, zatímco Německo mělo asi o 20 milionů více obyvatel.
V 90. a 20. letech 20. století, kdy chemie postupovala na několika frontách, se vědci pokusili opravit atmosférický dusík. V roce 1895 v Německu uspěli chemici Adolph Frank a Nikodem Caro při reakci karbidu vápníku s dinitrogenem za vzniku kyanamidu vápenatého , chemické sloučeniny, kterou lze použít jako hnojivo . Průmyslové využití procesu Frank-Caro začalo v roce 1905. V roce 1918 35 syntézních míst fixovalo přibližně 325 000 tun dusíku. Dnes se kyanamid používá hlavně jako herbicid .
Wilhelm Ostwald , považován za jeden z nejlepších německých chemiků na počátku XX -tého století, pokusil syntézu amoniaku 1900 ze zařízení vlastního vynálezu. Zajímalo to společnost BASF , která požádala Carla Boscha , nedávno najatého chemika, o ověření zařízení. Po několika testech společnost Bosch tvrdila, že amoniak pochází ze samotného zařízení, nikoli z atmosféry. Ostwald zpochybnil Boschův závěr, ale Bosch své tvrzení s jistotou prokázal a Ostwald se musel poklonit.
V roce 1901 se Henrymu Le Chatelierovi na základě jeho principu podařilo syntetizovat amoniak ze vzduchu. Po získání patentu tvrdil, že zvýšením tlaku je možné dosáhnout lepšího výtěžku. Když byl jeden z jeho asistentů zabit v důsledku náhodného výbuchu zařízení, ukončil své pátrání.
Ve Spojených státech Bradley a Lovejoy, specialisté na elektrochemii , vymysleli metodu založenou na výrobě elektrických oblouků . Průmyslová výroba kyseliny dusičné na základě jejich metody začala v roce 1902. Jejich podnikání bylo ukončeno v roce 1904, protože díky spotřebě elektřiny byly výrobní náklady příliš vysoké.
V roce 1905 vytvořil norský fyzik Kristian Birkeland s finanční podporou technického a průmyslového Sam Eyde metodu Birkeland-Eyde, která umožňuje fixovat atmosférický dusík ve formě oxidů dusíku . Tento proces by měl být využíván v místech, kde jsou nízké náklady na elektřinu : Norsko mělo několik míst schopných splnit tento požadavek. Společnost Norsk Hydro byla založena dne2. prosince 1905komerčně využít. V roce 1913 všechna jeho zařízení fixovala 12 000 tun dusíku, tedy asi 5% objemu stanoveného v té době v provozu průmyslovými koksovacími pecemi .
V současné době bylo vyvinuto několik podobných procesů. Schönherr, zaměstnanec společnosti BASF , pracoval na procesu v roce 1905. V roce 1919 byl Badische proces používán v zařízeních Norsk Hydro. Ve stejném roce se Paulingův proces používal v Německu a ve Spojených státech .
Byly nahrazeny procesem Haber-Bosch , levnější na tunu syntetizovaného amoniaku.
V roce 1905 německý chemik Fritz Haber zveřejněny Thermodynamik TECHNISCHER Gasreaktionen ( The termodynamiky z technických plynů reakcí ), práci se zaměřuje více na průmyslové využití chemie, než na své teoretické studie. Haber zahrnul výsledky svých studií této rovnovážné chemické rovnice:
N 2 (g)+ 3 H 2 (g)⇌ 2 NH 3 (g) + ΔHPři teplotě 1000 ° C v přítomnosti železného katalyzátoru se z dusíku a vodíku vyprodukovalo „malé“ množství amoniaku . Tyto výsledky ho odrazovaly od dalšího pokračování v tomto směru. Avšak v roce 1907, výsledek vědeckého soupeření mezi ním a Waltherem Nernstem , se pro Habera opět stala prioritou fixace dusíku.
O několik let později, s využitím výsledků publikovaných Nernstem o chemické rovnováze amoniaku a seznámením se s chemickými procesy vyžadujícími vysoké tlaky a procesem zkapalňování vzduchu, se Haberovi podařilo vyvinout nový proces. Neměl přesné informace o tom, jaké hodnoty má systém uvalit, ale na konci svého výzkumu dokázal, že efektivní systém výroby amoniaku musí:
Aby zvládl problémy spojené s vysokými tlaky, Haber vyzval talenty Roberta le Rossignola, který navrhl zařízení nezbytná pro úspěch procesu. Na začátku roku 1909 Haber zjistil, že osmium může působit jako katalyzátor. Později zjistil, že uran může také působit jako katalyzátor . Kromě toho Haber dosáhl dobrých výsledků se železem , niklem , manganem a vápníkem . V předchozí chemické rovnici je přímá reakce exotermická . Toto teplo lze použít k ohřátí reaktantů před jejich vstupem do chemického reaktoru . Zaměstnanci společnosti Haber vyvinuli systém pro recyklaci takto vyrobeného tepla.
v Březen 1909Haber svým laboratorním kolegům prokázal, že konečně našel proces schopný fixovat atmosférický dusík v dostatečném množství, aby zvážil jeho industrializaci.
The 23. března 1909Haber informoval BASF o svém úspěchu, ale August Bernthsen , ředitel výzkumu, nemohl uvěřit, že se BASF chce do takového projektu pustit. Ve skutečnosti navzdory nízkým šancím na úspěch získala společnost práva na Haberův proces v roce 1908. Podle Bernthsena žádné průmyslové zařízení nemohlo po dlouhou dobu odolat tak vysokému tlaku a teplotě. Kromě toho hrozilo, že katalytická síla osmium zmizí při používání, což vyžadovalo jeho pravidelnou výměnu, když je tento kov na Zemi vzácný.
Nicméně, Carl Engler , chemik a univerzitní profesor, napsala BASF prezident Heinrich von Brunck se ho přesvědčit, aby mluvit Haber. Von Brunck spolu s Bernthsenem a Carlem Boschem šli do Haberovy laboratoře, aby zjistili, zda by se společnost BASF měla zapojit do industrializace procesu. Když se Bernthsen dozvěděl, že je potřeba zařízení schopná odolat minimálně 100 atm (asi 10 M Pa ), zvolal: „Sto atmosfér! Právě včera nám explodoval autokláv v sedmi atmosférách! " . Než se rozhodl, Von Brunck požádal Bosch o radu.
Ten dříve pracoval v metalurgii a jeho otec zřídil doma mechanickou dílnu, kde se mladý Carl naučil používat různé nástroje. Pracoval na fixaci dusíku několik let, aniž by dosáhl významných výsledků. Věděl, že procesy, které se používají pro elektrické obloukové pece, jako je proces Birkeland-Eyde , vyžadují obrovské množství elektřiny, což z ekonomického hlediska mimo Norsko činí ekonomicky méně životaschopné . Aby společnost BASF pokračovala v růstu, musela najít ekonomičtější způsob fixace. Bosch řekl: „Věřím, že to může fungovat. Vím přesně, co ocelářský průmysl dokáže. Měli bychom riskovat. "
v Červenec 1909Zaměstnanci společnosti BASF přišli na scénu, aby znovu ověřili Haberův úspěch: laboratorní zařízení fixovala dusík ze vzduchu ve formě kapalného amoniaku rychlostí přibližně 250 mililitrů každé dvě hodiny. Společnost BASF se rozhodla industrializovat tento proces, ačkoli byla spojena se společností Norsk Hydro, která provozuje Schönherrův proces . Carl Bosch , budoucí vedoucí industrializace procesu, uvedl, že klíčovým faktorem, který společnost BASF podnítil, aby se vydal touto cestou, bylo zlepšení účinnosti způsobené použitím katalyzátorů.
Fritz Haber, kontroverzní chemik |
---|
Stejně jako byl Fritz Haber chválen za svou práci na fixaci dusíku, byl tak obviňován za svou práci na chemických zbraních .
Nelze příliš zdůraznit velmi obtížné podmínky, ve kterých musel Haber pracovat (v té době neexistovaly žádné laboratorní přístroje navržené tak, aby odolaly tomuto vysokému tlaku a vysoké teplotě, stejně jako téměř žádné publikované výsledky o těchto extrémních podmínkách). V roce 1920 obdržel Nobelovu cenu za chemii za rok 1918 za vývoj metody „fixace atmosférického dusíku“ . Na druhé straně se během první světové války podílel na vývoji různých chemických zbraní. Později byl z tohoto důvodu katalogizován jako válečný zločinec. |
V té době byla vysokotlaká chemie novým oborem znalostí, takže její industrializace byla o to obtížnější. Společnost BASF však vyvinula průmyslový proces syntézy indigového barviva . Toto úsilí trvalo 15 let, ale vyplatilo se: díky tomuto procesu se společnost BASF stala průmyslovým gigantem.
Ve svém projevu před přijetím Nobelovy ceny za chemii z roku 1931 Carl Bosch naznačil, že před průmyslovou syntézou amoniaku je třeba překonat tři hlavní překážky:
V době, kdy společnost Bosch zahájila vývoj průmyslového procesu , v roce 1909, bylo možné získat plynnou směs vodíku a dusíku ve správných poměrech, dostatečně čistou. Neexistoval však žádný zdroj, který by byl schopen dodávat průmyslový areál za dostatečně nízkou cenu. Vývoj ekonomického zdroje byl zásadní, protože podle společnosti Bosch většina nákladů na výrobu amoniaku v roce 1908 nebo o 20 let později závisela na nákladech na vodík. Spolu s jeho spolupracovníky se podařilo vyvinout katalytický chemický proces schopný dodávat vodík do zařízení BASF, a tak najít náhradu za chlor-alkalický proces . V XXI th století, převážná část dihydrogen nutné je vyroben z methanu v zemním plynu přítomen, za heterogenní katalýzy : Tato extrakce vyžaduje podstatně méně energie než jiné metody.
Když byl zahájen projekt industrializace, společnost Bosch odmítla osmium jako katalyzátor , protože tento chemický prvek není široce používán. Rovněž odmítl uran, protože snadno reaguje s kyslíkem a vodou, které jsou přítomny ve vzduchu.
Bosch pověřil Alwina Mittascha, aby našel stabilní a levný katalyzátor: on a jeho kolegové studovali prakticky každý chemický prvek v periodické tabulce, aby našli lepší katalyzátor. vZáří 1909objevili sloučeninu na bázi železa, která vykazovala zajímavé vlastnosti. Nečistoty ve sloučenině způsobily katalytický účinek, ale Mittasch nevěděl o přesném uspořádání. Po dvou letech úsilí objevil katalyzátor, stále založený na železu, mnohem levnější a stabilnější než osmium. Když v roce 1920 přestal Mittasch hledat ideální katalyzátor, odhadl, že testoval asi 20 000 sloučenin. Jeho úsilí otevřelo novou éru chemie: chemici uznali význam promotorů , to znamená nečistot, které desetkrát zvyšují katalytický účinek.
Podle společnosti Bosch byly všechny katalyzátory na bázi železa používané v roce 1931 použity při syntéze amoniaku. Zmínil také, že molybden měl vynikající katalytické vlastnosti.
Tým Bosch také konstrukci průmyslových zařízení, schopné provozu v nových podmínkách v době, kdy: a tlak asi 20 M Pa a teplotu přibližně 600 ° C . Podle Bosch, došlo v průmyslu není ekvivalentní (procesu zkapalňování z Linde , fyzikální, bylo to, co bylo blíže). Aby uspokojili své potřeby, museli postavit výrobní dílnu od nuly. Bosch a jeho spolupracovníci replikovali Haberův prototyp k provádění experimentů. Toto zařízení nemohlo fungovat průmyslovým způsobem: navrhli nová zařízení a 24 z nich bylo uvedeno do provozu ve dne v noci po celá léta.
Když Bosch věřil, že jeho tým získal dostatek zkušeností se stolními zařízeními, nechal postavit dva větší chemické reaktory. Každý z nich byl vysoký 2,44 metru a měl zeď o tloušťce větší než 2,5 centimetru . Tyto válce vyrobil nejlepší německý výrobce zbraní té doby: Krupp .
Během experimentů zjistili, že slitiny, o nichž je známo, že jsou pevné, ztratily za těchto provozních podmínek svoji pružnost . Bosch se spontánně domníval, že za tento jev mohla chemická koroze způsobená dusíkem. Aby potvrdil své podezření, odvolal se v té době k novince v průmyslovém prostředí: metalografické analýze . Ukázalo se, že viníkem byl vodík při vysokém tlaku a vysoké teplotě: pronikl ocelovými stěnami reaktoru a oslabil je a vytvořil novou slitinu .
Snažili se tento problém vyřešit snížením teploty v reaktoru, avšak katalyzátor se pracuje při teplotách nad 400 ° C . Pokrývaly vnitřní stěny tepelnými izolátory, ale vodík snadno difunduje do těchto materiálů a při vysokém tlaku je vynikajícím tepelným vodičem . Zkoušeli také různé oceli komerčně dostupné v té době, ale bez úspěchu.
Program byl v ohrožení, protože šest měsíců poté, co se problém poprvé objevil, stále neexistovalo životaschopné a trvalé řešení. Nakonec to byl Bosch, kdo našel jednu, originální: oddělení dvou funkcí nabízených pláštěm reaktoru. Ve skutečnosti obal slouží (1) k udržování vnitřního tlaku, velmi vysokého, a (2) k zabránění difúze plynné směsi mimo reaktor. Reaktor vybavený dvěma stěnami, které jsou navzájem spojeny jako ruské panenky , umožňuje oddělit tyto dvě funkce. Vodík difunduje vnitřní stěnou a má výrazně snížený tlak na druhé straně, kde je výrazně menší pravděpodobnost koroze vnější stěny. Aby se usnadnil tok vodíku, byly na jejich vnějších stěnách vyryty malé okapové žlaby. Na druhou stranu bylo možné, aby se vodík hromadil mezi oběma stěnami. Bosch uvažoval, jak zabránit riziku výbuchů způsobených takovými kapsami. Řešení se mu objevilo, když si uvědomil, že vnějšími stěnami může unikat malé množství vodíku, aniž by významně snížilo tlak chemického reaktoru. Do vnější stěny vyvrtal malé otvory. Bosch tvrdil, že toto řešení se používalo ještě v roce 1931. Je také možné snížit korozi cirkulací plynného dusíku mezi oběma stěnami.
Několik členů týmu Bosch bylo veteránem v dobách, kdy společnost BASF vyvinula různé procesy syntetických barviv, včetně indiga . Věděli, že vývoj průmyslového procesu může trvat roky. Proto nebyli nijak zvlášť zklamaní, když nastal problém. Program však neustále postupoval, což udržovalo vysokou morálku zaměstnanců.
V té době neexistovalo žádné průmyslové čerpadlo schopné vyvinout tlak řádově 20 M Pa . Například proces zkapalňování Linde používal vzduchová čerpadla, ale příliš malé velikosti. Navíc byly tolerovány úniky vzduchu. V procesu společnosti Haber-Bosch byly úniky vodíku nesnesitelné kvůli riziku výbuchu. Jakýkoli únik navíc zvýšil náklady na výrobu amoniaku. Po několika letech práce se zaměstnancům společnosti Bosch podařilo uvést do provozu utěsněná čerpadla o výkonu přibližně 2240 kilowattů, která mohla běžet nepřetržitě po dobu 6 měsíců před provedením údržby, která ještě nebyla provedena.
Když Bosch a jeho tým experimentovali s vytvářením nových zařízení, některá explodovala pod tlakem. Poté provedli „ pitvu “ trosek, aby zjistili, co způsobilo prasknutí. To jim umožnilo navrhovat silnější a spolehlivější zařízení. Aby byla zachována fyzická integrita výrobních zařízení, musel být výrobní systém v případě rozbití rychle odstaven: vyvinuli sadu nástrojů určených k monitorování nepřetržitého vývoje chemických reakcí, další novinku v té době. Podle společnosti Bosch musel výrobní závod běžet plynule nepřetržitě: jakékoli odstavení v jakémkoli bodě provozovny by způsobilo jeho úplné vypnutí a trvalo by několik hodin, než by se mohl znovu spustit, což by snížilo ziskovost výroby.
Konečně je 7. května 1911v německém Oppau byla oficiálně zahájena výstavba prvního místa průmyslové syntézy společnosti BASF. Bosch dohlížel na projekt a zajišťoval hladký průběh. Na místě, pracovníci sestaven kompresorů „velikost lokomotiva “ , chemické reaktory čtyřikrát větší, co se běžně provádí na jiném místě v chemickém průmyslu, v „mini-továrny“ extrahovat dusík z plynu. Vzduchu a čistí že před vstříknutím do reaktorů, kilometry z hadic , kompletní elektrický systém včetně jeho generátorů , je přístav odeslání systém připojen k seřaďovací nádraží , laboratoř provozuje 180 výzkumných pracovníků nápomocen 1000 asistentů, stejně jako bydlení, které může pojmout více než 10 000 pracovníků.
Společnost dokázala průmyslově vyrábět čpavek od roku 1913. Závod v Oppau zahájil výrobu dne9. září. Ve stejném roce dokázala vyprodukovat až 30 tun čpavku denně. V roce 1914 závod vyrobil 8 700 tun čpavku, který byl použit k napájení sousední jednotky, která vyprodukovala 36 000 tun síranu amonného .
Areál Oppau nebyl pro BASF jen stále důležitějším zdrojem příjmů, protože jeho neustále rostoucí produkce byla zcela vyprodána, ale také sloužil jako laboratoř. Tato stránka nabídla příležitost vyvinout vznikající technologii vysokotlakého chemie . Bosch a jeho spolupracovníci čelili výzvám, které nikdy předtím nebyly, ale mohl prozkoumat různé přístupy, aniž by se musel příliš starat o náklady spojené s jejich vývojem.
Zásadní příspěvek společnosti Carl Bosch |
---|
Příspěvek společnosti Carl Bosch k první industrializaci Haberova procesu nelze přeceňovat. Právě jeho názor rozhodl vedení BASF vydat se touto cestou. V letech 1909 až 1913 dohlížel na několik výzkumných týmů v BASF, včetně týmu Alwina Mittascha, který objevil stabilní a levný katalyzátor. Byl to Bosch, kdo našel řešení problému, který trval šest měsíců a ohrožoval program. Dohlížel také na stavbu zařízení Oppau, které je průmyslovým areálem velké složitosti.
WJ Landis, ředitel americké společnosti Cyanamid Company , v roce 1915 uvedl, že „příliš mnoho vyznamenání nelze udělit odvážným chemikům, kterým se podařilo učinit [ Haberův ] proces komerční realitou“ . Kromě získání různých ocenění (včetně pěti doktorátů honoris causa ) obdržel Carl Bosch společně Nobelovu cenu za chemii 1931 „za [jeho] přínos k vynálezu a vývoji chemických vysokotlakých metod“ . |
Na začátku první světové války v roce 1914 byly vklady chilského ledku kritické pro německé a spojenecké válečné úsilí. Německo do oblasti vyslalo několik lodí vedených kontradmirálem Maximiliánem von Speem . The1 st 11. 1914, u pobřeží Chile, jeho letka musela čelit britským lodím během bitvy o Coronel . Modernější letka Von Spee potopila dvě britské lodě a převzala kontrolu nad tímto regionem. Von Spee však věděl, že si nemůže udržet svoji pozici, a tak se vrátil do Německa, ale jeho letka musela čelit lépe vyzbrojeným britským lodím a byla zničena dne8. prosince 1914během bitvy o Falklandy . V tomto bodě spojenci znovu získali kontrolu nad chilskými ložisky dusičnanů. Německo, které nemohlo dovážet dusičnany z Chile, muselo najít jiné zdroje dusíku pro výrobu výbušnin .
Od roku 1914 začali němečtí podnikatelé požadující úspěch různých výrobních závodů s kyanamidem požadovat, aby německá vláda financovala výstavbu dalších závodů. V očích válčícího Německa bylo hlavní chybou levnějšího procesu Haber-Bosch to, že nemohlo produkovat kyselinu dusičnou , předchůdce výbušnin. V praxi je obtížné převést amoniak přímo na kyselinu dusičnou, ale Bosch si uvědomil, že amoniak lze převést na chilský ledek, který lze zase převést na kyselinu dusičnou. Druhá transformace byla průmyslově zvládnuta v Německu, ale ne první.
v Září 1914Společnost Bosch dala odvážný příslib. V areálu Oppau by se od roku vyrábělo 5 000 tun ledku měsíčněBřezen 1915, pak by zvýšila svoji produkci na 7 500 tun za měsíc. Tento ledek by byl přeměněn na kyselinu dusičnou, předchůdce výbušnin. Na oplátku měla německá vláda financovat výstavbu zařízení za cenu šesti milionů marek . Když byl podepsán „Saltpeter Promise“, kyanamidová lobby se stala méně vlivnou. Společnosti BASF se téměř podařilo dodržet slib společnosti Bosch. Opravdu1 st 05. 1915, oznámil úředníkům ministerstva války, že závod v Oppau může vyrábět kyselinu dusičnou .
Německá armáda spotřebovávala veškerou produkci Oppau, a přesto nedokázala udržet svoji zásobu výbušnin. Oppau navíc musel podstoupit letecké bombardování , další novinku v té době. Německá vláda nemohla riskovat ztrátu svého jediného důležitého zdroje fixovaného dusíku: požádala společnost BASF o vybudování dalšího výrobního závodu.
Společnost BASF, navzdory své velikosti a jistotě, že její výroba čpavku bude zcela vyprodána, nechtěla nést náklady na stavbu sama. Společnost se obávala zejména toho, že se cena amoniaku po válce zhroutí. Ve skutečnosti by tato stránka nakonec dokázala vyprodukovat dvakrát více než v Oppau. Po několikaměsíčních jednáních nabídla německá vláda zasažená zákopovou válkou , kterou nepředpokládala, společnosti BASF nabídla výhodnou smlouvu: půjčila jí 30 milionů marek a přidala k ní různé výhody. Na oplátku měla cena amoniaku zůstat nezměněna a půjčka bude splacena, jakmile BASF dosáhne zisku.
Jakmile byla uzavřena dohoda, Bosch a jeho spolupracovníci zahájili proces výstavby druhého závodu. Vybrali si město Leuna poblíž Merseburgu , které se nachází dále od Německa, protože Oppau poblíž francouzských hranic byl pravidelně bombardován spojeneckými silami. Energie potřebná k provozu kompresorů pocházela z parních strojů : místo se nacházelo poblíž řeky Saale , v oblasti bohaté na hnědé uhlí , v Saském údolí .
Stejně jako v Oppau muselo být vše postaveno od nuly: jednotky na čištění vodíku, nové chemické reaktory, výměníky tepla, jednotky pro přeměnu amoniaku na dusičnany , železniční systémy pro přepravu různých látek, budovy a bydlení pro zaměstnance. I přes velikost a složitost zařízení byla práce dokončena za 12 měsíců pod dohledem chemika a budoucího průmyslníka Carla Kraucha . Bosch, fanoušek efektivity, byl ohromen tím, že byl web postaven tak rychle. Chemické reaktory byly spuštěny27.dubna 1917. Následujícího dne byla auta naplněna čpavkem.
Velikost areálu Leuna, vysoce integrovaného průmyslového komplexu, byla 3,2 km x 1,6 km . V roce 1917 bylo v areálu vyprodukováno 36 000 tun amoniaku , v následujícím roce to bylo 160 000 tun. Téměř veškerá jeho výroba byla určena pro německou armádu. Technologie elektrických obloukových pecí Norsk Hydro, dražší energie a je schopen opravit přinejlepším několik desítek tisíc tun dusíku za rok, a to kyanamidu , dražší energie také byly pro všechny praktické účely překročena.
Podle Smila byly obě dohody uzavřené mezi německou vládou a BASF počátkem vzestupu moci moderních vojensko-průmyslových komplexů . Pro Hager se společnost BASF podepsáním příslibu Saltpeter stala součástí německého vojensko-průmyslového komplexu . Podle Jeffreyse „program syntézy dusičnanů“ a vývoj programu chemických zbraní způsobily, že německý chemický průmysl a německá vláda jsou na sobě závislé.
První světová válka oficiálně ukončila 11. listopadu 1918. Poražené Německo bylo přesto v mnohem lepším stavu než Francie, což vyžadovalo nápravu. Několik německých úředníků dospělo k závěru, že v Německu by pravděpodobně bylo vypleněno cokoli hodnotného, včetně zařízení BASF. Vedoucím spojeneckých zemí navíc neunikl jeden fakt: Německo prodloužilo válku nejméně o rok díky místům Oppau a Leuna.
Když skončila válka, spojenci se zmocnili průmyslového tajemství německého chemického průmyslu : jejich průmysl skutečně zaostával za německými společnostmi. Tato kontrola prošla konfiskací patentů a pitváním instalací, které skrývají mnoho základních technických detailů, ale které v patentech nejsou. Pokud by byla rozebrána zařízení použitá k syntéze amoniaku, stalo by se know-how společnosti BASF veřejným, zatímco francouzské síly by obsadily Ludwigshafen a Oppau od6. prosince 1918.
V té době vojenští odborníci všude věděli, že proces Haber-Bosch umožnil Německu rozšířit své válečné úsilí . Během první světové války se Spojené státy Americký Kongres hlasoval multi-milión dolarů rozpočet vybudovat syntézy místo amoniaku na americké půdě, ale projekt selhal. Britové se také pokusili udělat totéž, ale bez úspěchu. Zvládnutí procesu nutně vyžadovalo demontáž a studium instalací Oppau.
Jelikož francouzská okupace nepřesahovala Rýn , zorganizovala společnost BASF přepravu různého zboží na druhou stranu řeky. Přes největší úsilí společnosti se francouzské síly zmocnily mnoha syntetických barviv a dopravily je do Francie. V Oppau Bosch měl amoniak Syntéza rostliny vypnout, nárokoval nedostatek z uhlí , který byl částečně pravda. Když Francouzi požadovali uvedení zařízení do provozu, vznesli námitky právníci Bosch a BASF s tím, že Francouzi hledají obchodní tajemství . Dohody mezi evropskými zeměmi stanovily, že vítězové mají právo klást otázky a dostávat odpovědi týkající se průmyslových materiálů, nikoli však procesů. Jinými slovy, Německo mělo právo na zachování své technologie.
Britové také vyslali „inspekční“ týmy do areálu Oppau. Pro ně to byla muniční továrna . Bosch tvrdil, že místo mělo civilní povolání, protože vyrábělo hnojiva. Francouzi a Britové chtěli zařízení rozebrat, protože místo bylo používáno pro válečné úsilí, ale Bosch se postavil proti tomu tím, že si v době míru uplatnil vlastnické právo .
Aby si Francouzi uplatnili svoji převahu, instalovali v Oppau okupační síly. Požadovali vyúčtování zásob zboží. Pracovníci pracoviště byli fotografováni, jako by byli válečnými zajatci. Mezi vojáky přítomnými na místě byli chemici a inženýři placeni francouzskými společnostmi: změřili různá zařízení v Oppau a Ludwigshafenu a zaznamenali jejich pozorování.
Když se přiblížili francouzští „inspektoři“, zaměstnanci ukončili veškerou činnost a zařízení zastavili (výroba syntetických barviv byla zachována). Váhy byly zataženy a číselníky důležitých měřidel byly zakryty. Pokud by Francouzi neviděli zařízení v pohybu, nebyli by schopni určit, jak fungují.
Bosch a jeho kolegové věděli, že tato technologie je příliš složitá na to, aby jí bylo možné porozumět za pár měsíců, natož za několik týdnů. Společnost Bosch použila všechny zákonné prostředky, které má k dispozici, ke zpomalení práce francouzských „inspektorů“. Když si stěžovali na přístup zaměstnanců BASF, odpověděli, že francouzští vojáci zneužívají dívky ve vesnici, kouří v zařízeních, vytvářejí riziko výbuchu nebo hrají fotbal na pozemcích experimentálních farem. Bosch vedl těžký zápas: na jedné straně, že chce omezit šance francouzského masteringová amoniaku syntézou techniky, ale na druhou stranu, zařízení BASF nebyli vydělávání peněz a společnost ztrácí miliony dolarů. Značky udržet nečinní zaměstnanci. Bosch také chtěl omezit vliv obhájců z bolševismu na zaměstnance. Zahájil velký projekt rekonstrukcí, oprav a staveb. Když Francouzi odešli, přinejlepším za rok, v nejhorším desetiletí, byla zařízení Oppau připravena pracovat na plný výkon.
Na jaře 1919, odhodlaná zvládnout tento proces, poslala britská společnost Brunner Mond „inspektory“ do Oppau. Stejně jako ve francouzštině se zaměstnanci společnosti BASF postavili proti britským požadavkům: nebylo možné zahájit provoz syntézy amoniaku ani demontovat zařízení. Když Britové požádali o spolupráci francouzské síly, společnost BASF pohrozila, že místo úplně odstaví a propustí tisíce zaměstnanců. Francouzi by se museli vypořádat s následky.
v Březen 1919byla zahájena jednání o Versailleské smlouvě . Když Bosch dorazil do Versailles jako německý delegát, byl preventivně zadržen: ve skutečnosti to bylo luxusní vězení. U vyjednávacích stolů němečtí delegáti viděli, že Německo bude nuceno mít mírovou smlouvu . Na rozdíl od Francie a Belgie utrpělo Německo během války malé zničení. Teoreticky tedy mohla platit za rekonstrukci v postižených zemích. Francouzi chtěli „svého dlouholetého nepřítele srazit na kolena“ : příslušné částky byly „enormní“ a bylo by použito vše, co by mohlo zaplatit za rekonstrukci. Trvalo několik desetiletí, než se Německo ekonomicky vzpamatovalo.
Francouzi také chtěli zničit německý zbrojní průmysl, včetně míst v Oppau a Leuně. Bosch tvrdil, že spojenci potřebují zdravý německý průmysl. Pokud by německé obyvatelstvo bylo zbaveno práce, jídla a dalšího zboží, způsobilo by to zmatek. Na druhou stranu by okupovanou německou populaci méně přitahoval bolševismus . Nakonec, pokud by tyto továrny byly zavřeny, jak by mohlo Německo zaplatit dlužné částky? Všechny tyto argumenty byly zdvořile ignorovány.
Jednou v noci Bosch tiše vyklouzl z hotelu a prošel ostnatým drátem . Šel na tajné setkání s vyšším úředníkem francouzského chemického průmyslu. Francouzská vláda požadovala exkluzivní komerční licenci na proces Haber-Bosch pro celou Francii. Vyžadovalo místo schopné syntetizovat 100 tun čpavku denně. Všechna vylepšení provedená v tomto procesu společností BASF budou k dispozici francouzským webům na příštích patnáct let. Na oplátku požadoval Bosch, aby byla ušetřena zařízení v Oppau a Leuně. Kromě toho BASF obdrží 5 milionů franků a licenční poplatek za každou tunu vyrobeného amoniaku. Smlouvy byly podepsány k výročí příměří . O několik týdnů později se francouzské síly stáhly z Oppau. Bosch zachránil stránky Oppau a Leuna.
Jako uznání jeho úsilí ve Versailles byl Bosch jmenován ředitelem společnosti BASF. Toužil po práci, protože žil jen pro BASF, ale nerad ji obsadil, protože nenáviděl schůzky, kterých bylo mnoho.
Syntetická barviva, která zbohatla na německých chemických společnostech, se nyní vyráběla ve Francii, Británii a ve Spojených státech. Aby společnost BASF přežila a rostla, musela vyvinout nové trhy. Společnost Bosch zvýšila produkci amoniaku a začala hledat důležitější produkt.
V roce 1919 společnost BASF , Bayerische Stickstoffwerke AG a další německé společnosti vytvořily „ dusíkovou unii “ . Ovládá 98% německého trhu a stanoví prodejní cenu dusíku a vývozní kvóty . V prvních letech své existence byla unie podporována německou vládou ve jménu „ národního zájmu “. S výjimkou společnosti BASF mohli všichni její členové vyrábět tolik, kolik chtěli. I přes své heterogenní složení mohl trvat až do roku 1945.
V roce 1920 vyvinuli Bosch a Wilhelm Meiser proces Bosch-Meiser, který syntetizuje močovinu z amoniaku. Ve srovnání s jinými dusíkatými hnojivy má močovina (1) vyšší koncentraci dusíku, (2) přichází v krystalické formě (např. Granule), což usnadňuje transport, (3) je rozpustná ve vodě, (4) při aplikaci, rozkládá se na amoniak a oxid uhličitý , (5) je bez zápachu, (6), nezapálí, (7) je non- výbušný a (8) se odpařuje tak „zanedbatelné“ při teplotě 20 ° C . Jelikož je v pevné formě, nevyžaduje pro svoji přepravu a konzervaci tlakovou instalaci. Na druhou stranu vyžaduje jeho výroba z amoniaku přebytek energie (asi 35% amoniaku). Vzhledem k těmto výhodám, hnojiva dusík močoviny se nejvíce používá na světě na začátku XXI th století. Od roku 1997 je většina závodů na syntézu amoniaku vybavena integrovanou jednotkou na výrobu močoviny.
Na jaře 1921 převzali kontrolu nad místem Leuna zaměstnanci BASF, ovlivněni mimo jiné komunistickým diskurzem . Společnost zavolala policii, aby jejich akce ukončila: několik stávkujících bylo zabito. Policie prohledala domovy a zatkla stovky pracovníků. Všichni zaměstnanci, bez výjimky, byli propuštěni. Společnost BASF znovu přijala bývalé zaměstnance, s výjimkou těch, kteří byli ohroženi. V dobách velkých hospodářských nepokojů lidé zoufale pracovali. Výroba na místě se vrátila na plnou kapacitu.
Brzy poté společnost BASF zazděla místo a přivolala bezpečnostní složky: každý z 30 000 zaměstnanců, kteří na místo vstoupili nebo jej opustili, musel předložit průkaz totožnosti. Každý den byly prohledávány náhodně vybrané zaměstnance. Chcete-li se dozvědět více, německý novinář se rozhodl jít dovnitř stránky a přestrojit se za zaměstnance. Podle něj byla Leuna peklo . Byla to kovová bludiště připomene mu o „obrovském železnou červa . “ Zaměstnanci byli placeni na kus práce, přičemž mnoho z nich si čas od času odpočívalo z důvodu nemoci. Carl Bosch viděl Leunu jinak: byl to vrchol technické dokonalosti. Zaměstnanci tvrdě pracovali, ale ukázali, čeho jsou lidé schopni.
Během první světové války bylo místo v Oppau upraveno tak, aby produkovalo dusičnan amonný , předchůdce výbušnin . Tento produkt byl skladován v blízkosti jiných chemických sloučenin, včetně síranu amonného (který lze použít jako hnojivo). V roce 1921 došlo k silnému výbuchu v sila obsahujícím asi 4 000 tun nitrovaného síranu amonného . Oppau výbuch způsobil smrt stovek lidí a zničila město.
Carl Bosch skleslý odešel na několik měsíců do své vily v Heidelbergu a nechal své poručíky, aby se starali o každodenní práci společnosti BASF. Za cenu kolem 500 milionů Papiermarků byl závod Oppau znovu uveden do provozu za tři měsíce pod dohledem Carla Kraucha .
V roce 1924 pocházely dvě třetiny příjmů společnosti BASF z výroby amoniaku v závodech Oppau a Leuna. Společnost investovala do výzkumu a vývoje za účelem zlepšení výroby, zvýšení produktivity, stability a ziskovosti webů. Tato vylepšení umožnila společnosti BASF konkurovat francouzským syntetickým webům, ale do závodu začínali vstupovat další konkurenti.
Britská společnost Brunner Mond , která se pokusila sjednat licenci pro proces Haber-Bosch , upřednostňovala získání technologie nelegálně. Dva alsaské inženýři dodali plány pro tyto dva závody za částku 12 500 000 franků . Do Vánoc 1923 provozoval Brunner Mond dvě provozy na syntézu amoniaku a společnosti BASF nic neplatil. Americká společnost DuPont se rozhodla najmout zkušené techniky ze společnosti BASF. O několik měsíců později i ona syntetizovala amoniak, aniž by BASF zaplatila jediný cent.
Objevili se i další menší konkurenti. Krátce před rokem 1920 vyvinul italský Giacomo Fauser postup, který umožňoval syntetizovat amoniak rychlostí 100 kg za den. Jeho práce byla industrializována a vedla k procesu Fauser-Montecatini , opuštěnému po zmizení skupiny Montecatini v 60. letech. V roce 1921 založil italský Luigi Casale švýcarskou společnost Ammonia Casale SA v Lucernu s cílem prodat svůj proces syntézy. V roce 2009 společnost tvrdila, že nainstalovala více než 200 syntetických webů po celém světě. Kolem roku 1920 vyvinul Georges Claude , zakladatel Air Liquide , proces syntézy amoniaku, který vyžaduje tlak přibližně mezi 70 a 100 MPa . Němec Friedrich Uhde pro jeho část vyvinul proces Mont Cenis-Uhde , nízkotlaký proces navržený tak, aby využíval výhod plynů produkovaných koksovacími pecemi v provozu v Mont Cenis v německém Herne . US Dusík strojírenská společnost také vyvinula podobný proces v roce 1920. V roce 1960, většina z těchto procesů byly ještě komerčně dostupné. Další procesy byly vyvinuty během 80. a 90. let.
V roce 1939 ze 110 provozovaných syntetických závodů asi 90% využívalo tyto konkurenční procesy, ale polovina produkce syntetického amoniaku pocházela z procesu Haber-Bosch . Po druhé světové válce se proces Haber-Bosch a jeho analogie stával stále důležitějším až do zákrytu dalších procesů.
V roce 1924 vyvinuli zaměstnanci společnosti BASF proces Mittasch - Pier - Winkler, který syntetizuje methanol ze syngasu . Stránky Leuna byly upraveny tak, aby je vyráběly, a BASF tak přidal další zdroj příjmů. Stejně jako u procesu Haber-Bosch vyžaduje vysoký tlak. Ve 20. letech 20. století se z iniciativy společnosti Bosch podařilo výzkumným pracovníkům společnosti BASF vyvinout průmyslový proces, který přeměňuje metan (CH 4 ) na dihydrogen (H 2 ): jedná se o reformu parou , která umožnila zejména snížit náklady na výrobu amoniaku. To je ještě použit v XXI th století.
Ve 20. letech 20. století došlo v německých chemických společnostech ke snížení jejich ekonomického významu. Ve snaze vyvážit britské a americké společnosti (zejména Imperial Chemical Industries ve Velké Británii a Allied Chemical and Dye Corporation ve Spojených státech) se vedoucí pracovníci společností BASF , Bayer a Hoechst rozhodli setkat, aby dokončili návrh, který klíčil pro chvíli: sloučení jejich činností. Během řady jednání v roce 2006Listopadu 1924, byl tento návrh pozměněn do Interessengemeinschaft („skupina hospodářských zájmů“), která na podzim roku 1925 porodila světového giganta: IG Farben . Členské společnosti zůstávaly na svobodě uvádět své výrobky na trh pod svými značkami, sdílely však své výzkumné laboratoře a správní struktury.
V roce 1926 měla IG Farben tržní kapitalizaci 1,4 miliardy říšských marek a zaměstnávala kolem 100 000 lidí. 65% jejích „obrovských zisků“ pocházelo ze syntézy amoniaku, ale náklady společnosti BASF na výzkum a vývoj byly „enormní“. Heinz Beike, v roce 1960, odhaduje, že vývoj syntézy míst stálo asi 820 milionů Papiermarks zLeden 1919, polovina si půjčila od německé vlády.
Carl Bosch, který byl při založení jmenován ředitelem IG Farben , dokázal uskutečnit projekt stejně důležitý, ne-li více než industrializace Haberova procesu : syntéza benzínu . Měl přístup k obrovskému výzkumnému kapitálu, mohl těžit ze všech technologií vyvinutých různými chemickými společnostmi IG Farben , včetně průmyslového zvládnutí procesů Haber-Bosch a Mittasch-Pier-Winkler , a měl přístup k impozantním výzkumným laboratořím. Po získání Friedrich Bergius ' patenty na hydrogenaci , IG Farben uvést do pohybu rozsáhlý výzkumný program týkající se tohoto procesu.
Na konci 20. let bylo v Oklahomě ve Spojených státech objeveno ropné pole . Zpočátku si prospektoři mysleli, že jde o malé pole, ale východní Texas byl spíše „mořem ropy“ . V roce 1930 byly Texas a Louisiana pokryty svým územím čerpacími stanicemi. Cena benzínu vzrostla na devět amerických centů za 3,785 litru . Syntetického paliva z IG Farben , v Leunabenzin (doslovně, „Leuna benzín“), nemohla konkurovat.
Hospodářská krize z roku 1929 narušil veškeré činnosti IG Farben . Poptávka po všech jejích produktech poklesla. To u syntetického amoniaku pokleslo v roce 1930 o třetinu. O tři roky později, v roce 1933, byly výnosy IG Farben sníženy na polovinu.
Heinrich Brüning byl jmenován spolkovým kancléřem Německa v roce 1930. Spolu s Boschem dobře vycházeli , IG Farben získal výhody od německé vlády, která skupině umožnila prodat svou výrobu leunabenzinu v Německu. Kromě toho Brüningova vláda vyhlásila embargo na dovoz dusíkatých hnojiv, což společnosti IG Farben umožnilo zvýšit cenu jejích syntetických hnojiv v Německu.
I přes konkurenci v zahraničí IG Farben prodal veškerou svou produkci syntetického amoniaku. Kromě toho zřídila několik syntetizačních stránek ve Spojených státech, Francii a Norsku . Jeho odborné znalosti v oblasti vysokotlaké chemie mu umožnily zvážit výrobu různých produktů, jako je syntetický kaučuk ( Buna ) a plasty . Do roku 1930 byla IG Farben největším světovým producentem syntetického amoniaku. V roce 1927 vyrobila asi 500 000 tun. Od roku 1929 do roku 1932 to bylo asi milion tun ročně.
Paul von Hindenburg , předseda Reich z Výmarské republiky , získané rezignaci Heinrich Brüning vKvěten 1932. Po několika politických převratů, Adolf Hitler se stal kancléřem30. ledna 1933. Podle společnosti Bosch Německo potřebovalo všechny své vědce, dokonce i Židy. Během setkání jeden na jednoho Hitler prudce reagoval na Boschův návrh a Bosch již nebyl vítán v doprovodu Führera ani mezi německými hodnostáři.
Správní rada IG Farben , toužící po zvýšení prodeje společnosti, se rozhodla zlepšit své vztahy s nacistickým režimem. V roce 1935 byl Bosch zařazen na čestný post. Poté byl IG Farben plně uveden do režimu služby a poskytoval benzín, gumu a dusičnany, vše syntetické. Stejně jako BASF v první světové válce se IG Farben stal součástí německého vojensko-průmyslového komplexu .
V roce 1936 Hermann Göring veřejně oznámil čtyřletý plán : Třetí říše měla vyvinout průmysl schopný udržet nadcházející válečné úsilí. A podle linií plánu byly německé vládní fondy těmi, které nejvíce potřebovaly chemické společnosti. Pouze oni mohli skutečně vyrábět syntetické náhražky dovážených materiálů, jako jsou prekurzory výbušnin benzín, guma a dusíkaté produkty. Během prvních šesti měsíců programu IG Farben obdržela přibližně 70% z utracené miliardy říšských marek . V období 1936–1939 pocházelo 40% zvýšení tržeb IG Farben přímo z dotací vyplácených německou vládou podle plánu.
V letech 1936 až 1939 vyvinuli vědci z IG Farben novou metodu částečné oxidace . Umožňuje přeměnu jakéhokoli (nebo téměř) uhlovodíku na zdroj dostatečně čistého vodíku pro potřeby procesu Haber-Bosch . Vzhledem k tomu, že jejich poměr H : C je nižší než u zemního plynu , vyžaduje zpracování těchto uhlovodíků větší instalace. V průmyslové praxi jsou preferovány těžké topné oleje kvůli jejich nižším nákladům.
Spojené státy oficiálně vstoupila do války po útoku na Pearl Harbor v7. prosince 1941. Nicméně, americká federální vláda , vědoma vojenské potřeby přijít jako válka zuřila v Evropě, již dal do pohybu rozsáhlého programu výstavby syntézy stránek. První byla dokončena v roce 1941. Bylo vyrobeno dalších deset a do roční produkce Spojených států bylo přidáno 880 kiloton amoniaku.
Během druhé světové války vyrábělo místo v Leuně pro německou armádu Leunabenzin . Byly také postaveny další weby, protože Leuna uspokojila čtvrtinu německé poptávky. V roce 1939 Německo dovezlo více než dvě třetiny svého paliva. Na začátku roku 1944 měla přes čtyři roky války a embargo na dovoz stejné množství paliva v rezervě. Místo také syntetizovalo sloučeniny dusíku, prekurzory hnojiv a výbušnin.
V roce 1944 byla velikost místa Leuna přibližně 7,77 km 2 a místo zaměstnávalo přibližně 35 000 lidí, z nichž čtvrtinu tvořili vězni nebo otroci . V té době to bylo pravděpodobně strategicky nejdůležitější místo v Evropě. Silně chráněný byl obklopen vysokými zdmi a bateriemi protiletadlových děl . Jinde v Německu se protiletadlové baterie skládaly ze 6 až 12 děl. V Leuně se každá baterie skládala z 32 děl řízených radarem , Grossbatterie . Kouřové návnady částečně zakrývaly místo a byl obklopen stíhačkami připravenými vzlétnout, aby ho bránili. IG Farben kádry školeni 5000 lidí jako dobrovolní hasiči a další 20,000 byli cvičeni pro provoz protiletadlové zbraně.
Místo bylo bombardováno poprvé 12. května 1944 Byl to začátek bitvy o Leunu, která trvala téměř rok a která byla součástí vojenské kampaně zaměřené na snížení zásob německých ropných produktů . Po útoku na12. května, byla stránka obnovena za tři dny a byla přijata opatření k posílení její ochrany. Později v květnu přidělili němečtí generálové 350 000 pracovníků, včetně 7 000 armádních inženýrů, k údržbě a opravě místa. Poruchy způsobené bombardéry byly rychle opraveny. Americké síly udržovaly své letecké útoky i přes vzniklé ztráty. Během těchto útoků bylo skutečně zničeno nebo poškozeno mnoho bombardérů. Nicméně, vŘíjen 1944Tři týdny po sobě se setkali s malým odporem. O několik dní později německá letadla zničila několik amerických bombardérů při „masivním útoku“ . To však nestačilo k zastavení útoků: ke konci války vyrábělo místo Leuna pouze 15% své nominální kapacity. Během bitvy o Leunu zahájily americké síly 22 „masivních náletů“, vyslaly přes 6 000 bombardérů, které shodily 18 000 tun bomb. Po válce německý ministr pro vyzbrojování a munici Albert Speer prohlásil, že kdyby spojenecké síly zničily všechna místa výroby syntetického benzínu, válka by skončila za osm týdnů.
Válka zpomalila šíření různých technologií syntézy amoniaku, ale kapacita již vybudovaných míst se zvýšila.
Od roku 1927 do roku 1933, zatímco pracuje u IG Farben , Leonid Andrussowův vyvinul Andrussowova procesu syntézy kyseliny kyanovodíkové z methanu a amoniaku . Vývoj procesu, který částečně probíhá při vysoké teplotě, byl umožněn díky odborným znalostem společnosti BASF. Tento proces umožnil průmyslovou výrobu Zyklonu B , pesticidu používaného zejména k zabíjení vězňů v německých koncentračních táborech během druhé světové války.
Za jejich aktivní účast v šoa bylo v roce 1947 během soudu s IG Farben souzeno několik vedoucích představitelů IG Farben . Společnost byla demontována zSrpna 1950a BASF se opět stala plnohodnotnou společností. Na začátku XXI -tého století, BASF byl největší chemická společnost na světě podle tržeb.
Na konci druhé světové války byla infrastruktura Evropy a Japonska v troskách. V Asii došlo k významnému zničení několika zemí. USA, ušetřené ničení, byly na tom ekonomicky lépe.
Prezident Spojených států Harry S. Truman v obavě ze sovětských intrik všude na planetě formalizoval12. března 1947co se bude jmenovat Trumanova doktrína . To byl jeden z faktorů, které vedly ke studené válce .
The 3. dubna 1948, asi tři roky po skončení války, byl oficiálně zahájen Marshallov plán na podporu rekonstrukce v Evropě. Usnadnil francouzský hospodářský zázrak a německý hospodářský zázrak . V té době měl americký lid při vzpomínce na útok na Pearl Harbor malý soucit s Japonskem, které proto nemohlo doufat v ekonomickou pomoc USA. Během korejské války se však japonský průmysl stal důležitým vojenským dodavatelem, což zemi umožnilo ekonomicky se zotavit. Byl to začátek japonského ekonomického zázraku .
Po druhé světové válce, v roce 1945, byla světová produkce syntetického amoniaku na úrovni koncem dvacátých let 20. století, od padesátých let 20. století se opět začala výrazně zvyšovat. Tuto změnu vysvětluje několik hlavních důvodů: (1) konec přidělování potravin v Evropě, (2) průměrné zvýšení kupní síly na západě , (3) zvýšení spotřeby masných výrobků na západě a (4) distribuce ve Spojených státech. Spojeno s řadou hybridní kukuřice, která spotřebovává hodně dusíkatých hnojiv.
Bylo to také od padesátých let, kdy se výstavba závodů na syntézu amoniaku stala předmětem podnikání několika strojírenských společností, které měly jak odborné znalosti, tak patenty . Nabízeli své služby v oblasti designu, výstavby a spouštění webů po celé planetě. Tyto trendy, které přijala tvar ve Spojených státech později se stal charakteristikou nových míst: (1) zemního plynu je jejich hlavním zdrojem vodíku, (2), které jsou vytvořeny jak v blízkosti studny nebo potrubí z zemního plynu a proud splavné a (3), kromě amoniaku, produkují různá hnojiva kapalná a pevná.
V 60. letech se proces syntézy amoniaku a jeho derivátů začal šířit mimo takzvané vyspělé země. Zařízení byla postavena v regionech bohatých na zemní plyn ( Karibik a Střední východ ) a také v takzvaných málo rozvinutých lidnatých zemích ( Čína , Indie , Pákistán a Indonésie ). Mao Ce-tung zahájil svůj velký skok vpřed v roce 1958. V té době čínská populace rychle rostla. Tento politický program přinutil Číňany založit zemědělské obce a potrestal ty, kteří si chtěli udržovat rodinnou zahradu. Způsobil v Číně hladomor a zabil nejméně 15 milionů Číňanů od roku 1958 do roku 1962. Čínské úřady opět povolily pěstování tradičními metodami.
V roce 1963 zahájily čínské úřady hlavní program výstavby míst pro syntézu amoniaku. Vodík přišel z parciální oxidace z uhlí . Jejich účinnost byla 120 G J na tunu čpavku, zatímco v 50. letech nejúčinnější webové stránky uhlí spotřebovaly 85 GJ na tunu, v 60. letech spotřeba zemního plynu asi 45 GJ na tunu. Navzdory tomuto nízkému výtěžku byla čínská uhelná zařízení udržována v provozu (například v roce 1997 syntetizovali 18,75 Mt amoniaku).
Tato vylepšení nestačila, Čína byla na začátku sedmdesátých let minulého století stále přidělována na potraviny. O třicet pět let později, v roce 2008, se Čína potýkala s moderní pohromou: obezitou . Po návštěvě Richarda Nixona od 21 do28. února 1972se vztahy se Západem uvolnily. Čínské úřady objednaly 13 komplexů se syntézou amoniaku . Chtěli nejefektivnější technologii a největší dostupné komplexy. Za několik let se množství dusíkatých hnojiv v Číně zdvojnásobilo. Čínské úřady objednaly další komplexy. V roce 2008 byla Čína největším producentem i největším spotřebitelem syntetického amoniaku. Populace tam byla větší než za Maových časů, a přesto Číňané měli přístup k většímu množství jídla než předchozí generace.
V časných 1960, Indie byla „na pokraji katastrofy“ : populace pokračovala růst a rolníci, kteří se pěstuje jako ve středověku , nebyly schopny vyhovět poptávce. V zemi se usadil opakující se hladomor . Tehdejší předseda vlády Jawaharlal Nehru zahájil rozsáhlý program agrární modernizace. Monkombu Swaminathan , genetik a agronom, byl zodpovědný za koordinaci projektu. Na radu amerického agronoma Normana Borlauga , „otce“ zelené revoluce , země masivně dovážela vysoce výnosná hnojiva a semena a indičtí farmáři používali intenzivní pěstitelské techniky používané v Evropě a Severní Americe. Za několik měsíců se produkce obilí zdvojnásobila: to byl začátek „ indické zelené revoluce “. Přes veškerou šanci mohli Indové znovu začít jíst do sytosti v roce 1968. O čtyřicet let později, v roce 2004, byla Indie největším světovým producentem mléka a čaje a byla druhá pro rýži a pšenici . Byl třetím největším vývozcem bavlny .
V 60. letech vzrostla světová produkce syntetického amoniaku 2,3krát a dosáhla přibližně 42 milionů t / rok . V 70. letech se zvýšil téměř stejně. Tento požadavek byl podpořen zeměmi v Asii a Jižní Americe , které byly rostoucí masivně nových kultivarů z rýže , pšenice a kukuřice . Pomohlo tomu objevení a těžba velkých ložisek zemního plynu ve Střední Asii a na Sibiři . Během 80. a 90. let byl růst méně významný, ale pokračoval. Podepsat tohoto silného růstu, schopnost globální produkce amoniaku v roce 1990 byl 120 milionů tun , zatímco v roce 1999 to bylo 160 milionů tun .
Až do počátku roku 1950, přípravu syntézního plynu, směs H 2a N 2, bylo provedeno v zařízeních pracujících pod tlakem řádově 1 M Pa . Nové slitiny a přesnější konstrukční techniky následně umožnily zvýšení tlaku až na 4 MPa . Ve výsledku (1) byla zmenšena velikost zařízení, (2) bylo sníženo množství potřebného katalyzátoru, (3) bylo také sníženo množství energie potřebné pro kompresi a (4) rychlost zbytkového zpětného získávání tepla zvýšil. Tato vylepšení umožnila významně snížit náklady na přípravu syntézního plynu. Společnost MW Kellogg Company (MWK) byla první, která v roce 1953 uplatnila tuto technologii.
Texaco v roce 1954 a Shell v roce 1956 komercializovaly nové způsoby extrakce vodíku z kapalných uhlovodíků . Tato technologie je zajímavá v regionech, kde není dostatek zemního plynu.
Vývoj proudových motorů , nezávisle Britů Franka Whittla a Němce Hanse von Ohaina ve třicátých a čtyřicátých letech, také přinesl jeho podíl na inovacích, jako je vytvoření plynové turbíny a kompresoru . První průmyslové procesy syntézy amoniaku, licencované IG Farben nebo vyvinuté po první světové válce , se řídily principy načrtnutými Haberem. Výsledkem bylo, že technologie pístových kompresorů , kterou původně vytvořili spolupracovníci společnosti Carl Bosch , byla do konce druhé světové války jedinou používanou v syntetických zařízeních . Vývoj vícestupňových odstředivých kompresorů umožnil významné úspory, pokud jde o spotřebovanou energii. Jediný kompresor tohoto typu může skutečně nahradit několik pístových kompresorů. Pístové kompresory jsou schopné dosáhnout tlaku řádově 100 MPa a mají vysokou účinnost (až 87%), ale jejich instalace a provoz jsou nákladné. Odstředivé kompresory jsou schopné manipulovat s větším objemem vzduchu, ale aby mohly účinně zásobovat místo syntézy, musí pracovat na 70% nebo více své kapacity.
V průmyslovém žargonu se jednotka používaná k výrobě amoniaku nazývá „vlak“: skládá se z (1) jednotky pro přípravu syntézního plynu, (2) chemického reaktoru, kde probíhá syntéza, (3) ze skladovací jednotky a (4) ) potrubí používaného pro cirkulaci kapalin ( mimo jiné plynných a teplonosných kapalin ). Například místo Leuna, když bylo zavřeno v roce 1990, mělo 18 vlaků. V provozu proto bylo 18 pístových kompresorů .
Na začátku 60. let byla maximální kapacita vlaku 300 tun čpavku denně. Před zavedením odstředivých kompresorů odstavila místa syntézy tolik vlaků, kolik bylo potřeba, aby uspokojily klesající poptávku, protože bylo jen málo ekonomických způsobů skladování kapalného amoniaku. Komercializace průmyslových chladniček na kapaliny, jakož i instalace potrubí a chlazených nádob, umožnily předpokládat zdokonalení procesu.
V 60. letech 20. století se inženýři společnosti MWK rozhodli na základě různých inovací použít páru k přenosu energie do různých zařízení na místě „radikálně nového designu“ . Využili tak energii uvolněnou během syntézy amoniaku. Všechny potřeby komprese na místě zajišťuje jediný odstředivý kompresor, který je poháněn parní turbínou . Rovněž minimalizovali tepelné ztráty v různých zařízeních. Všechny tyto snahy umožnily vytvořit místo schopné energetické soběstačnosti. Také se zlepšil aktivní povrch katalyzátorů a zavedení methanátoru vedlo k vytvoření čistšího syntézního plynu. Všechny tyto změny umožnily navrhnout místa syntézy vyžadující menší tlak. Před rokem 1963 to bylo obvykle v rozmezí 30 až 35 MPa . Následně byla snížena na 15 MPa nebo méně. Tento pokles nepříznivě působí na přímou reakci N 2 (g)+ 3 H 2 (g)⇌ 2 NH 3 (g), ale umožňuje méně nákladné instalace. Ve výsledku jsou náklady na výrobu syntetického amoniaku o to nižší.
Nová technologie vyvinutá inženýry společnosti MWK byla pojmenována „ závod na výrobu čpavku s jedním vlakem “ , což lze přeložit jako „ závod na výrobu čpavku s jedním vlakem “. Společnost založila první provozovnu v Texas City ve městěProsinec 1963. O několik měsíců později instalovala sekundu v Lulingu v Louisianě , poté třetí v Yazoo City v Mississippi . Jednalo se o první závod schopný produkovat 1 000 malých tun (přibližně 900 tun ) čpavku denně. Do konce šedesátých let založila společnost MWK ve Spojených státech 28 takových provozoven, což přispělo polovinou americké produkce. Byla to tato technologie, která byla implementována do 13 komplexů objednaných Čínou v roce 1973.
Významné výzkumné a vývojové úsilí v této oblasti vyvinuly také další strojírenské firmy, včetně britských Imperial Chemical Industries , dánských Haldor Topsoe , německých Kruppe Uhde , japonských společností Chiyoda Corporation a Indian Kinetics Technology India . Zatím KBR , fúze některých amerických společností s MWK zůstává na počátku XXI tého století nejvýznamnější firmy v tomto oboru. V roce 1999 bylo v provozu více než 150 závodů „MWK“ ve 30 zemích a více než polovina nárůstu globální kapacity od poloviny 60. let. Například společnost Esso Chemie , dceřiná společnost společnosti Exxon , provozovala řadu let 1969 až 1973 ( a pravděpodobně v následujících letech) syntetické stránky v Europoortu v Nizozemsku . Na jedné výrobní lince mohl závod vyrábět až 1350 tun tekutého amoniaku za den . Vodík pocházel z ropných polí v Severním moři . Vysoce automatizované pracoviště by mohlo dodávat kyselinu dusičnou , močovinu a dusičnan amonný .
Přijetí technologie MWK umožnilo významně zvýšit kapacitu syntetických míst. Například modální velikost nově zprovozněných lokalit vzrostla z 200–400 tun amoniaku denně na počátku 60. let na 800–1 000 tun denně na začátku 70. let, poté na 1 200–1 400 tun denně za 80. let. V roce 2001 existovalo několik lokalit schopných fixovat více než milion tun amoniaku ročně:
V 70. letech se společnost BASF s využitím výzkumu úpravy plynů aminy , který začal ve 30. letech, uchýlila k aminům, aby dále snížila přítomnost oxidu uhličitého v syntézním plynu. Následně vylepšila technologii využitím vlastností aktivovaného N-methyldiethanolaminu (aMDEA). V 90. letech s úspěchem přizpůsobí svoji technologii úpravě zkapalněného zemního plynu . Ve stejných letech vyvinula společnost KBR novou technologii pro syntézu amoniaku. Využívá nový katalyzátor, ruthenium na grafitové vrstvě , což umožňuje provozovat zařízení při tlaku kolem 9 M Pa . Ve srovnání s ekvivalentními průmyslovými procesy, které jsou v provozu, by vyžadovalo menší mechanické namáhání a snížilo by výrobní náklady na amoniak při současném zvýšení výroby o 40%. Tato technologie byla zejména implementována v Point Lisas , Trinidad a Tobago v roce 1998.
Všechny inovace provedené v původním procesu společnosti Haber-Bosch snížily energii potřebnou pro syntézu amoniaku. V roce 2000 byla nejlepší z 26 G J na tunu, zatímco teoreticky je to 20,9 GJ . V roce 1962 to bylo nanejvýš 45 GJ za tunu a během prvních let provozu v Oppau to bylo kolem 100 GJ za tunu.
I při těchto velkých úsporách energie je syntéza dusíkatých hnojiv energeticky náročnější než výroba fosfátových hnojiv a draselných hnojiv . Například v polovině 90. let vyžadovala syntéza všech dusíkatých hnojiv asi 9krát více energie než ostatní dvě dohromady . I přes tento rozdíl to není ohroženo, protože planeta obsahuje například dostatek uhlí k pokrytí celosvětové energetické poptávky po několik desetiletí, ne-li několik století (náklady na tato hnojiva by byly vyšší). Lepší techniky šíření a nahrazení energeticky náročnějších lokalit by také snížily tyto náklady na energii.
Během studené války bylo východním Němcem uvedeno do provozu místo syntézy Leuna . Ačkoli to byl uhašen v roce 1990, město Leuna je stále důležitá průmyslová chemikálie místo v XXI -tého století.
Také ve stejném století se stále používá katalyzátor vyvinutý Alwinem Mittaschem , s několika drobnými úpravami. Chemické reaktory jsou větší: životnost Carl Bosch, které mají výšku asi 9 metrů , na začátku XXI th století došli asi 30 metrů vysoká. V některých oblastech je množství syntetizovaného hnojiva tak vysoké, že vlak již nestačí k jeho přepravě, bylo nahrazeno potrubími .
V roce 1938 bylo na výrobu 1 000 tun čpavku denně zapotřebí průměrně 1 600 pracovníků. V roce 2001 jich bylo zapotřebí 55. Množství energie potřebné k výrobě jedné tuny dusíkatého hnojiva se snížilo o čtyři.
V průběhu 90. let byla syntéza amoniaku druhým hmotově nejdůležitějším, překonána syntézou kyseliny sírové . V roce 1998 bylo syntetizováno 129 Mt každé sloučeniny. Od té doby se množství syntetického amoniaku stále zvyšuje. Například to bylo 133,5 Mt v roce 2003 a 159 Mt v roce 2007. Globální produkce v roce 2018 činila 175 milionů tun. Čína vyprodukovala 28,5% z tohoto množství, následovalo Rusko s 10,3%, USA s 9,1% a Indie s 6,7%. V roce 2010 bylo 3 až 5% ročně vyprodukovaného zemního plynu na světě použito při výrobě syntetických dusíkatých hnojiv.
V roce 2005 byly v důsledku útoků z 11. září 2001 ve Spojených státech zpřísněny bezpečnostní normy pro dusičnan amonný , protože jej lze použít k výrobě výbušnin ( zejména ANFO ). Tato změna přiměla několik společností opustit tuto výrobu.
Gerhard Ertl obdržel v roce 2007 Nobelovu cenu za chemii za práci na povrchové chemii. Díky použití elektronového mikroskopu se mu podařilo „vysvětlit mechanismus syntézy amoniaku na povrchu katalyzátoru na bázi železa“ .
Ve stejném roce 2007 dosáhla světová produkce syntetického amoniaku 131 milionů tun (v předchozích letech byla produkce nižší). Ve srovnání se zemskou atmosférou je tato hmotnost zanedbatelná.
V roce 2009 by podle generálního ředitele společnosti BASF polovina světové populace bez hladin dusíkatých hnojiv získaných z amoniaku vyráběného postupem Haber-Bosch hladovala. Zatím dovnitřledna 2009, společnost BASF po globální ekonomické krizi v roce 2008 a následujících letech odstavila některá místa pro syntézu amoniaku .
Toto cisternové vozidlo přepravuje bezvodý amoniak. Fotografie pořízena5. září 2011.
Vůz v Japonsku . Fotografie pořízená dne18. června 2007.
Plavidlo používané k přepravě kapalin při nízké teplotě: zkapalněný ropný plyn , amoniak nebo vinylchlorid . Fotografie pořízená dne19. června 2009.
Potrubí spojující ruské Togliatti s ukrajinskou Oděsou . Fotografie pořízená dne31. května 2006.
Široké používání syntetických dusíkatých hnojiv má různé škodlivé účinky na životní prostředí . Podle zprávy OSN zveřejněné v roce 2007 je používání hnojiv jedním z faktorů, které způsobují „ničení rybích stanovišť, znečištění pobřeží a škodlivé množení řas“ .
Na počátku XXI th století množství synteticky pevné dusíku je rovnocenný určena nitrifikačních bakterií a blesky , které revoluci v cyklu dusíku . Polovina synteticky fixovaného dusíku není rostlinami absorbována, nachází se hlavně ve vodě ve formě dusičnanů . Například koncentrace dusičnanů čtyřnásobně v letech 1900 až 2000 v řece Mississippi ve Spojených státech a zdvojnásobil na Rýně v Německu. Dopady této vysoké koncentrace jsou studovány, ale existuje malá jistota.
Dusičnany podporují růst řas a povrchových vodních plevelů , které pokrývají celou vodu nebo její část. To vede k významnému snížení množství slunečního svitu v podvodních vodách. Tento nedostatek světla způsobuje smrt podvodních rostlin. Jejich rozpad snižuje množství rozpuštěného kyslíku , což zase vede k úhynu živých věcí na mořském dně, jako jsou měkkýši a mořské plody , které tento kyslík potřebují k životu.
V oceánských oblastech, které přijímají vodu z různých řek nesoucích tyto dusičnany, je hladina kyslíku tak nízká, že jejich dno je lemováno mrtvými bakteriemi spotřebovávajícími kyslík. To je například případ Baltského moře , Středozemního moře , Černého moře a Velkého bariérového útesu . U Louisiany v roce 2008 se taková mrtvá zóna rozkládala na ploše ekvivalentní oblasti New Jersey , přibližně 22 000 km 2 . Přesná role dusičnanů není známa, ale je důležitá.
O úloze dusíku rozptýleného ve vzduchu v roce 2008 bylo známo jen málo. Šíří se ve formě NO , NO 2 a dalších NO x , které přispívají ke znečištění ovzduší . Některé z těchto NO x pocházejí ze spalování fosilních paliv , ale mezi 15 a 50% by pocházelo z produktů získaných ze syntetického amoniaku. vsrpna 2009, studie zveřejněná Národním úřadem pro oceán a atmosféru uvádí, že oxid dusný , který se uvolňuje z dusíkatých hnojiv, byl mimo jiné primárním zdrojem vyčerpání ozonu v roce 2009.
Podle zprávy vydané Organizací OSN pro výživu a zemědělství v roce 2006října 2009, bude světová populace v roce 2050 činit 9,1 miliardy lidí. K nasycení další populace bude třeba například zvýšit světovou produkci obilovin přibližně o 1 miliardu tun ročně (v roce 2009 to bylo přibližně 2, 1 miliarda tun). vzáří 2012, americký výzkumník, založený na výzkumu publikovaném v roce 1972 ( The Limits to Growth ), tvrdí, že celková produktivita suchozemských rostlin dosáhla v posledních letech plošiny, bez ohledu na lidské úsilí o její zvýšení.
V roce 2019 společnost EuroChem ohlašuje spuštění komplexu syntézy amoniaku, který jej stojí jednu miliardu USD a může produkovat 1 milion tun amoniaku ročně. Využívá technologii vyvinutou společností KBR , která tvrdí, že komplex je největší, jaký kdy v Evropě nainstaloval.
Pokud nedojde k radikální změně výrobních podmínek nebo k zásadnímu průlomu v průmyslové chemii , je vysoce pravděpodobné, že proces Haber-Bosch (a jeho analogie) bude i nadále hrát vedoucí roli v bezpečnosti potravin ve světě.
" Mineralizované výskyty dusičnanů sodných a draselných, které se nacházejí v poušti Atacama v Chile, přispívají minimálně ke globální dodávce dusíku. "
" Mineralizované výskyty dusičnanů sodných a draselných, které se nacházejí v poušti Atacama v Chile, přispívají minimálně ke globální dodávce dusíku. "
: dokument použitý jako zdroj pro tento článek.