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哈柏法【哈柏法】哈伯法（也称哈伯-博施法，德文：Haber-Bosch-Verfahren，英文：Haber Process，也称Haber-Bosch process或Fritz-Haber Process）是一种通过氮气及氢气产生氨气（NH3）的方法 。
基本介绍中文名：哈柏法
外文名：Haber Process
涵义：氮气及氢气产生氨气过程
简介哈伯法（也称哈伯-博施法，德文：Haber-Bosch-Verfahren，英文：Haber Process，也称Haber-Bosch process或Fritz-Haber Process）是一种通过氮气及氢气产生氨气（NH3）的方法 。氮气及氢气在200个大气气压及摄氏400度，通过一个铁化合物的催化剂（Fe3+），会发生化学作用，产生氨气 。在这个情况下，产量一般是10-20% 。N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g) （该反应是可逆反应）
选择高温的条件是为了提高反应速率，但因为此反应是放热反应，在此条件下平衡后的产率反而较低温时为低 。氮是限制植物生长的一个关键的矿质营养 。儘管碳和氧也很关键，但很容易被植物从土壤和空气中获得 。虽然大气中的空气是78%的氮气，但大气中的氮是不可用的营养，因为氮分子，氮氮叄键键能很大（941 KJ/mol），化学性质十分稳定 。氮必须被“固定”，即通过自然或人为的过程转换成某种生物可利用的形式 。直到20世纪初期，德国的弗里茨·哈伯（Fritz Haber）和卡尔·博施(Carl Bosch)才开发出大气中的氮转化为可提供营养的氨的第一个实用过程来 。在哈伯过程发现之前，氨一直难以在工业规模上生产 。由哈伯过程中产生的氨产生的肥料，估计是负责维持三分之一的地球人口 。而氨做为炸药的原材料，之前，德国要製作氨气需要从智利进口硝酸钠，哈伯过程使得得德国可以解除禁运对材料取得的困难，也引发了一战的胶着，而战后则在人口爆炸上贡献巨大，据估计，人类中的一半的蛋白质中的氮是由用这种方法达到最初的固定的，而其余氮是由固氮细菌和古细菌生产的 。历史这个实验首先在1908年由弗里茨·哈伯进行 。于1910年，Carl Bosch于德国巴斯夫化学公司工作时，成功把这个实验商业化，使之符合成本效益 。这个实验最早期于1911年被德军于第一次世界大战使用 。之前，德国要製作氨气需要从智利进口硝酸钠，但由于战争使其供应不稳定 。哈伯亦以此项发明获得1918年诺贝尔化学奖 。制氨原料的製备合成氨的原料氮气来自于空气（以液态空气的分馏取得），氢气来自于水和燃料 。原料气包含杂质，因此在参与反应前需要去除杂质，即原料气的净化 。第一步先把原料中的硫化物清除，是因为硫化物会毒害哈柏法所使用的催化剂 。催化加氢可以把有机硫化物变成硫化氢：H2+ RSH → RH + H2S(g)
产生的硫化氢会被氧化锌吸收，变成水和硫化锌：H2S + ZnO → ZnS + H2O
在镍的催化下与水反应，经脱硫的碳氢化合物（如甲烷）转变成氢气和一氧化碳的混合物：CH4+ H2O → CO + 3 H2
一氧化碳与水反应，转化成二氧化碳及製造更多的氢气：CO + H2O → CO2+ H2（可逆反应）
接下来二氧化碳可经2-氨基乙醇溶液吸收或使用变压吸附（Pressure Swing Adsorption,PSA,在此使用具有专利的固态吸附媒介）清除 。製备氢的最后步骤是以使用催化剂的甲烷化(methanation)移除在氢气中残留的少量一氧化碳及二氧化碳:CO + 3 H2→ CH4+ H2O
CO2+ 4 H2→ CH4+ 2 H2O
水蒸气重组，一氧化碳变换，清除二氧化碳及甲烷化的步骤在25至35巴（10帕）的压强进行 。由于化石燃料短缺，制氨用的氢理论上可以用水的电解（现今4%的氢由电解製备）或热化裂解（thermal chemical cracking）製得，但现在来说，这些方法都是不实际的 。热裂解所需的热能可以从核能反应中取得，而风力发电、太阳能发电及水力发电产的的过剩电能可以用来电解水制氢 。现在为止，从空气及燃料制氨以外的替代方案是不经济的，而且这些方法对环保的作用仍未被确定 。反应过程合成氨的反应是在高压环境的合成塔中完成的，氮气和氢气混合后经过压缩从塔的上部进入合成塔 。经过合成塔下部的热交换器，混合气体的温度升高，并进入放有触媒（催化剂）的接触室 。在接触室，一部分氮气和氢气发生反应，合成了氨，混有氮气，氢气和氨气的混合气体经过热交换器离开合成塔 。混合气体要经由冷凝器，将氨液化，因而将氨分离出来，而氮气和氢气的混合气体经压缩再次送入合成塔，形成循环 。这样做节省原料，循环利用 。硫酸合成工业中也有类似套用 。参看氨