Redigerer Haber–Bosch-prosessen (avsnitt)

=== Jakten på hydrogenet ===
Selv om den kjemiske reaksjonen er forholdsvis enkel, er det vanskelig å utvinne rent nitrogen og hydrogen. Moderne bedrifter bruker gjerne [[metan]] eller [[våtgass]] som grunnbasis for hydrogenutvinningen. Denne gassen er som regel uren og inneholder visse [[svovel]]forbindelser som må bort gjennom en prosess som kalles [[avsvovling]]. Avsvovlingen fungerer ved å la de svovelholdige molekyler reagerer med [[sink]] og danner [[sinksulfid]], ZnS.

Etter at gassen er ren for svovelholdige molekyler, går den gjennom en primærreformer, der gassen blir tilført overhetet damp som reagerer med metanet eller våtgassen, og danner rent hydrogen:

: <math>\mathrm{C_nH_{2n + 2} + n\ H_2O \leftrightharpoons n\ CO + (2n + 1)\ H_2}</math>
: <math>\mathrm{CO + H_2O \leftrightharpoons CO_2 + H_2}</math>

Disse reaksjonene foregår på svært høy temperatur for å forhindre at [[karbonmonoksid]]et skal reagere med hydrogengass og produsere metan igjen i en [[eksoterm reaksjon]]. I tillegg er den originale reaksjonen med våtgass eller metan [[endoterm reaksjon|endoterm]], så om vi øker temperaturen vil vi få dannet mer hydrogen, som er akkurat det vi vil.

Etter primærreformeren kommer sekundærreformeren, der det blir lagt til luft. Her kommer nitrogenet inn i gassen, og den blir med videre i prosessen uten at det skjer noe med den: den er allerede på formen N<sub>2</sub>, slik vi ønsker. Hydrogen og karbonmonoksid reagerer med [[oksygen]]et i lufta og forbrenner, og det dannes i første omgang [[vann]] og [[karbondioksid]] respektivt. Etter forbrenningen reagerer mer metan med vann og det dannes mer hydrogengass; karbonmonoksid reagerer med vann og danner mer karbondioksid. I tillegg til oksygen og nitrogen kommer det inn litt [[argon]]gass som bare blir med i hele prosessen som en blindpassasjer.

Gassen som går ut av sekundærreformeren inneholder fremdeles litt over 10&nbsp;% karbonmonoksid som må bort. Dette gjøres gjennom en konverteringsfase med dampreforming gjennom den kjemiske reaksjonen:

: <math>\mathrm{CO + H_2O \leftrightharpoons CO_2 + H_2}</math>

Denne reaksjonen skjer først med høy temperatur, deretter lav temperatur, og når gassen går ut av konverteringsavsnittet har den en karbonmonoksidkonsentrasjon på bare 0,2&nbsp;%.

Neste steg er fjerning av CO<sub>2</sub>. Dette gjøres gjerne ved [[vannrensing]] der [[Henrys lov]] (mengden av gass som kan løses i en væske er proporsjonal med gassens [[partialtrykk]] over væsken) blir utnyttet. Gassen blir komprimert opp til ca. 25&nbsp;[[bar (enhet)|bar]] og passerer vann. Mye CO<sub>2</sub> binder seg til vannet, og vi får vann som er rikt på kullsyre (teknisk sett [[Farris (mineralvann)|Farris]]).

Selv om det meste av karbonforbindelsene er borte på dette stadiet, er det fremdeles rester som må fjernes, ettersom karbondioksid og karbonmonoksid forstyrrer [[katalysator]]en som brukes senere i prosessen. Derfor går den inn i et siste stadium før selve syntesen, der den metaniseres, det vil si karbonoksidene omdannes til metan via en [[nikkel]]basert katalysator som gjør at hydrogenet reagerer med karbonoksidene, og det dannes metan:

: <math>\mathrm{CO + 3\ H_2 \leftrightharpoons CH_4 + H_2O}</math>
: <math>\mathrm{CO_2 + 4\ H_2 \leftrightharpoons CH_4 + 2\ H_2O}</math>

Nå er ammoniakksyntesegassen klar. Den inneholder omtrent 75&nbsp;% hydrogen og 25&nbsp;% nitrogen, pluss litt metan og argon. Den er fri for alle stoffer som vil forstyrre katalysatoren senere i ammoniakksyntesen.