b'\n_START_ARTICLE_\nHaber\xe2\x80\x93Bosch-menetelm\xc3\xa4\n_START_PARAGRAPH_\nHaber\xe2\x80\x93Bosch-menetelm\xc3\xa4 on nykyaikainen ja taloudellisin ammoniakin valmistusmenetelm\xc3\xa4, jonka kehittiv\xc3\xa4t saksalaiset tiedemiehet Fritz Haber ja Carl Bosch vuonna 1909._NEWLINE_Haber\xe2\x80\x93Bosch-menetelm\xc3\xa4 syrj\xc3\xa4ytti t\xc3\xa4ysin aikaisemmin ammoniakin tuotannossa k\xc3\xa4ytetyt valokaari- ja syanidimenetelm\xc3\xa4t.\n_START_SECTION_\nAmmoniakki\n_START_PARAGRAPH_\nAmmoniakki on yksinkertainen typen ja vedyn yhdiste: NH\xe2\x82\x83, jossa on yksi osa typpe\xc3\xa4 ja kolme osaa vety\xc3\xa4. Ammoniakki valmistetaan n\xc3\xa4ist\xc3\xa4 kaasuista samassa annostelusuhteessa: kolme osaa puhdasta vety\xc3\xa4 ja yksi osa puhdasta typpe\xc3\xa4. _NEWLINE_Synteesiin tulevien kaasujen on oltava puhtaita ep\xc3\xa4puhtauksista. N\xc3\xa4iden kahden kaasun optimaalista seosta kutsutaan synteesikaasuksi.\n_START_SECTION_\nVedyn valmistus\n_START_PARAGRAPH_\nAikaisemmin puhtaan vedyn valmistukseen k\xc3\xa4ytettiin veden hajottamista vedyksi ja hapeksi elektrolyysiss\xc3\xa4, mutta t\xc3\xa4m\xc3\xa4 menetelm\xc3\xa4 poistui aikanaan k\xc3\xa4yt\xc3\xb6st\xc3\xa4 taloudellisempien menetelmien tielt\xc3\xa4._NEWLINE_Vety\xc3\xa4 valmistetaan hajottamalla maakaasua (p\xc3\xa4\xc3\xa4osin metaania CH\xe2\x82\x84) vesih\xc3\xb6yryll\xc3\xa4 h\xc3\xb6yryreformointiprosessissa, joka on taloudellisesti edullinen menetelm\xc3\xa4 (vrt. elektrolyysi). Reaktio yksinkertaistettuna:_NEWLINE_CH\xe2\x82\x84 + H\xe2\x82\x82O \xe2\x86\x92 CO + 3H\xe2\x82\x82_NEWLINE_Maakaasun on oltava hyvin puhdasta, se saa sis\xc3\xa4lt\xc3\xa4\xc3\xa4 vain hyvin pieni\xc3\xa4 m\xc3\xa4\xc3\xa4ri\xc3\xa4 ep\xc3\xa4puhtauksia, jotta reformoinnista saadaan riitt\xc3\xa4v\xc3\xa4n puhdasta vety\xc3\xa4._NEWLINE_H\xc3\xb6yryreformointi tapahtuu johtamalla reaktios\xc3\xa4ili\xc3\xb6\xc3\xb6n kuumaa vesih\xc3\xb6yry\xc3\xa4 ja metaania jotka puristetaan 4\xe2\x80\x935\xc2\xa0MPa paineeseen (40\xe2\x80\x9350 kertaa ilmakeh\xc3\xa4n paine) ja kuumentamalla 1\xc2\xa0200\xc2\xa0K:n l\xc3\xa4mp\xc3\xb6tilaan. K\xc3\xa4sittelyn j\xc3\xa4lkeen kaasu johdetaan kokonaisuudessaan katalyytin l\xc3\xa4pi j\xc3\xa4\xc3\xa4htyneen\xc3\xa4 puoleen prosessin l\xc3\xa4mp\xc3\xb6tilasta, lopputuloksena hiilimonoksidia CO ja vety\xc3\xa4 H\xe2\x82\x82.\n_START_SECTION_\nTypen lis\xc3\xa4\xc3\xa4minen\n_START_PARAGRAPH_\nReformointiseokseen lis\xc3\xa4t\xc3\xa4\xc3\xa4n hallitusti ilmaa (78\xc2\xa0% N\xe2\x82\x82, 21\xc2\xa0% O\xe2\x82\x82). Edellisest\xc3\xa4 prosessista yli j\xc3\xa4\xc3\xa4nyt metaani poltetaan hapella (typpi ei reagoi):_NEWLINE_CH\xe2\x82\x84 + (0,5)O\xe2\x82\x82 + 2N\xe2\x82\x82 \xe2\x86\x92 CO + 2H\xe2\x82\x82O + 2N\xe2\x82\x82\n_START_SECTION_\nCO:n hapetus ja haitta-aineiden poisto\n_START_PARAGRAPH_\nEdellisist\xc3\xa4 prosesseista syntynyt h\xc3\xa4k\xc3\xa4 hapetetaan hiilidioksidiksi vesih\xc3\xb6yryss\xc3\xa4, ja muodostetaan lis\xc3\xa4\xc3\xa4 tarpeellista vety\xc3\xa4:_NEWLINE_CO + H\xe2\x82\x82O \xe2\x86\x92 CO\xe2\x82\x82 + H\xe2\x82\x82_NEWLINE_Tarpeettomat aineet on poistettava kaasuseoksesta ennen seoksen johtamista katalyyttiin. Happamat kaasukomponentit (p\xc3\xa4\xc3\xa4osin hiilidioksidi, mutta my\xc3\xb6s rikkivety, rikkihiili) absorboituvat erityiseen liuottimeen. Teollisessa prosessissa on t\xc3\xa4rke\xc3\xa4\xc3\xa4 liuottimen kierr\xc3\xa4tett\xc3\xa4vyys: Kun liuos tulee absorptiokolonnista, se elvytet\xc3\xa4\xc3\xa4n alentamalla painetta, l\xc3\xa4mmitt\xc3\xa4m\xc3\xa4ll\xc3\xa4 sek\xc3\xa4 desorptioimalla strippauskolonnissa, ja pumpataan takaisin absorptiokolonniin. K\xc3\xa4ytetyimpi\xc3\xa4 liuottimia ovat terti\xc3\xa4\xc3\xa4riset amiinit (esim. trietanoliamiini, metyylidietanoliamiini), joita edelleen parannellaan lis\xc3\xa4aineilla. Valmiina seoksena voidaan k\xc3\xa4ytt\xc3\xa4\xc3\xa4 esim. Amisolia, joka on metanolia, DEA:a ja vett\xc3\xa4._NEWLINE_Reaktioseokseen saattaa edelleen j\xc3\xa4\xc3\xa4d\xc3\xa4 pieni\xc3\xa4 m\xc3\xa4\xc3\xa4ri\xc3\xa4 ilmakeh\xc3\xa4n ilman mukana tulleita jalokaasuja jotka eiv\xc3\xa4t inerttein\xc3\xa4 alkuaineina ole haitallisia synteesiss\xc3\xa4.\n_START_SECTION_\nAmmoniakkisynteesi\n_START_PARAGRAPH_\nPuhdistettun typpi-vetykaasun seossuhde s\xc3\xa4\xc3\xa4det\xc3\xa4\xc3\xa4n tarkoin oikeaksi ja kaasuseos johdetaan suurpainekompressoreihin jotka puristavat sen n. 30 megapascalin paineeseen (300-kertainen ilmakeh\xc3\xa4n paine). Tekniikassa paineet vaihtelevat 20-100\xc2\xa0Mpa v\xc3\xa4lill\xc3\xa4 prosessivariaatiosta riippuen. Kompressoreista kaasuseos johdetaan ammoniakkikontaktiuuneihin, joiden sis\xc3\xa4ll\xc3\xa4 suuressa paineessa tapahtuu varsinainen ammoniakkisynteesi, jossa typpi ja vety reagoivat kesken\xc3\xa4\xc3\xa4n ja muodostavat ammoniakkia. Vedyn kest\xc3\xa4v\xc3\xa4st\xc3\xa4 erikoister\xc3\xa4ksest\xc3\xa4 valmistetuissa kontaktiuuneissa on katalyyttin\xc3\xa4 tyypillisesti puhdas rauta. Prosessi tapahtuu tyypillisesti n. 400-500\xc2\xa0\xc2\xb0C:n l\xc3\xa4mp\xc3\xb6tilassa. Prosessissa vapautuu l\xc3\xa4mp\xc3\xb6\xc3\xa4 ja kontaktiuuneissa on laitteet suurpaineh\xc3\xb6yryn tuottamiseksi, uunia samalla j\xc3\xa4\xc3\xa4hdytt\xc3\xa4en._NEWLINE_Synteesiuunin j\xc3\xa4lkeen kaasuseos sis\xc3\xa4lt\xc3\xa4\xc3\xa4 noin 20\xc2\xa0% ammoniakkia joka tiivistet\xc3\xa4\xc3\xa4n nesteeksi j\xc3\xa4\xc3\xa4hdytt\xc3\xa4m\xc3\xa4ll\xc3\xa4 koko puristuksessa ollut kaasuseos, jolloin suurpaineinen ammoniakki nesteytyy varsin helposti ja voidaan ker\xc3\xa4t\xc3\xa4 talteen._NEWLINE_J\xc3\xa4ljelle j\xc3\xa4\xc3\xa4nyt reagoimaton kaasu johdetaan takaisin synteesiuuniin._NEWLINE_Synteesikaasu sis\xc3\xa4lt\xc3\xa4\xc3\xa4 my\xc3\xb6s inerttej\xc3\xa4, reagoimattomia jalokaasuja kuten argonia ja xenonia, ja n. 2\xc2\xa0% kaasusta ohjataan polttouuniin n\xc3\xa4iden jalokaasujen ja muiden ep\xc3\xa4puhtauksien poistamiseksi. Poltossa poistuu vety- ja ammoniakkij\xc3\xa4\xc3\xa4m\xc3\xa4t, poltetut kaasut voidaan laskea ilmakeh\xc3\xa4\xc3\xa4n tai ker\xc3\xa4t\xc3\xa4 talteen jalokaasujen erottelemiseksi._NEWLINE_Ammoniakin saanto on l\xc3\xa4mp\xc3\xb6tilasta ja paineesta riippuvainen. Suuri paine on eduksi, samoin matala l\xc3\xa4mp\xc3\xb6tila. Matala l\xc3\xa4mp\xc3\xb6tila toisaalta taas hidastaa prosessia merkitt\xc3\xa4v\xc3\xa4sti. T\xc3\xa4m\xc3\xa4n takia tekniikassa k\xc3\xa4ytet\xc3\xa4\xc3\xa4n suhteellisen korkeita l\xc3\xa4mp\xc3\xb6tiloja, jotta reaktionopeus saadaan riitt\xc3\xa4v\xc3\xa4n suureksi, vaikka ammoniakkipitoisuus j\xc3\xa4\xc3\xa4kin matalaksi per kontaktiuunikierros.  V\xc3\xa4hitellen monen kontaktiuunikierroksen j\xc3\xa4lkeen liki kaikki kaasut muuttuvat ammoniakiksi.'