Le procédé Haber, aussi appelé le procédé Haber-Bosch, est le procédé de fabrication de l'ammoniac à partir d'azote et de l'hydrogène en utilisant du fer en tant que catalyseur , dans des conditions de température et de pression optimale. Ce processus a été mis au point par le chimiste allemand Fritz Haber en 1909, et a ensuite été étendu à l'échelle industrielle par Carl Bosch. Ils ont reçu le prix Nobel en 1918 pour surmonter les obstacles techniques liés à l'utilisation de la technologie haute pression à l'échelle industrielle.
L'ammoniac est très important pour l'industrie, car il est essentiel pour la fabrication de la plupart des engrais azotés et des munitions. Il est synthétisé en combinant un volume d'azote avec trois volumes d'hydrogène en présence de fer poreux en tant que catalyseur.Ceci est effectué sous une température optimale de 1022 ° F (550 ° C) et une pression de 2175 à 3626 psi (15 à 25 MPa), respectivement. Bien que l'osmium et l'uranium ont d'abord été utilisés comme catalyseurs pour le procédé Haber, ils ont ensuite été remplacés par le fer, car il est une alternative beaucoup moins cher
.L'hydrogène de la réaction est généralement obtenu en faisant réagir du méthane ou du gaz naturel avec de la vapeur en présence d'oxyde de nickel comme catalyseur. L'élément est ensuite amenée à passer sur des lits d'oxyde de fer, ainsi que de l'azote gazeux de l'atmosphère. Comme la réaction est très lente à température ambiante, la température est augmentée afin d'accélérer le processus. Cette réaction est une exothermique , ou libérer, la réaction thermique, donc une augmentation de la température ne favorisent la réaction inverse, ce qui conduit à une réduction supplémentaire du produit.
Cela est conforme au principe de Le Chatlier, qui stipule que toute modification de la concentration, de la température, le volume ou la pression partielle d'un système en équilibre entraînera l'équilibre de passer, afin de contrer le changement imposé. En termes plus simples, si la température de la réaction est augmenté pour accélérer la production d'ammoniac, cela conduira à une nouvelle répartition de l'ammoniac produit dans de l'azote et de l'hydrogène. Depuis le catalyseur peut fonctionner efficacement que d'environ 752 ° F (400 ° C), la température doit être maintenue entre 752 ° et 1022 ° F (300 ° et 550 ° C).
Pour augmenter la formation d'ammoniac, à très haute pression est appliqué. Même dans ces conditions, seulement environ 15% de l'ammoniac est obtenu à chaque passage. Par recyclage répété du gaz qui n'a pas réagi, il est possible d'obtenir une récupération de près de 98%. Le procédé Haber est utilisé dans la fabrication de près de 100 millions de tonnes d'engrais par an.
