Frank-Caro-prosessen

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Gå til: navigasjon, søk
På «Cyanamiden» ved Odda Smelteverk er det bevart 325 Frank-Caro ovner

Frank-Caro-prosessen eller cyanamidprosessen er en prosess for fremstilling av kalsiumcyanamid til bruk som kunstgjødsel. Cyanamidprosessen var den første kommersielle prosessen for produksjon av fiksert, atmosfærisk nitrogen som ble anvendt verden over. Kalsiumcyanamid ble tidligere kalt kalkkvelstoff. Kalsiumcyanamid fra Odda ble solgt under handelsnavn som Kalkkvelstoff Odda, Kornet Norsk Kalkvælstoff og Trollmjøl.

Historie[rediger | rediger kilde]

Metoden ble utviklet av de tyske kjemikerne Adolph Frank og Nikodem Caro mellom 1895-1899. En kommersiell prosess ble patentert i 1903. Prosessen består av at nitrogengass ledes over kalsiumkarbid ved 800–1200 °C. Reaksjonsproduktet blir da kalsiumcyanamid og karbon.

CaC2 + N2 = CaCN2 + C

De første cyanamidfabrikkene[rediger | rediger kilde]

De første fullskala cyanamidfabrikkene ble etablert i 1905 i Piano d´Orta (Italia) og Westeregeln (Tyskland). Fra 1908 ble kalsiumcyanamid-syntesen anvendt ved North Western Cyanamide Company (Odda Smelteverk). Med en årlig produksjon på 12 000 tonn i 1909 var fabrikken i Odda verdens største produsent av kalsiumcyanamid. På dette tidspunktet var det etablert syv førstegenerasjonsanlegg. Foruten de nevnte var det etablert fabrikker i Briançon (Frankrike), Martigny (Sveits), Bromberg (Preussen/Polen) og Knapsack (Hürth) (Tyskland).

Ovnstyper[rediger | rediger kilde]

Det finnes i prinsippet to ulike typer ovner. Ved cyanamidfabrikken i Odda ble kalsiumkarbid knust til pulver og plassert i stående, sylindriske ovner som ble varmet innvendig med kullelektroder og tilført trykksatt nitrogen. Prosessen krevde 36 timer for å få cyanamid med minst 20 % nitrogeninnhold. Innholdet i ovnene krymper og danner en solid masse som enkelt kan fjernes fra ovnsveggene. Ved andre cyanamidfabrikker, særlig de i Tyskland og Italia, ble det anvendt horisontale ovner som ble varmet fra utsiden. Reaksjonstemperaturen ved disse ovnene var vanskeligere å kontrollere og man erfarte at cyanamiden klebet seg til ovnsveggene.

Konkurranse[rediger | rediger kilde]

Internasjonalt var cyanamidprosessen den viktigste metoden for å framstille kunstig nitrogengjødsel fram til tiden etter 1. verdenskrig, da Haber-Bosch-prosessen ble dominerende. Etter 1. verdenskrig innførte også de fleste industriland selvforsyningspolitikk som resulterte i større konkurranse på eksportmarkedene. For å møte utfordringen søkte man etter alternative råstoffer, prosesser og framstillingsmåter. Ved Odda Smelteverk fikk sjefskjemiker Erling Johnson undersøke mulighetene for å legge om produksjonen til nye gjødselstyper, noe som førte til utviklingen av Oddaprosessen årene 1927-1928.

Energiforbruk[rediger | rediger kilde]

I 1926 krevde Frank-Caro-prosessen rundt 12-14 000 kWh for å produsere 1 tonn fiksert nitrogen. Til sammenligning krevde lysbueprosessen hele 61 000 kWh, mens Haber-Bosch-prosessen kun krevde 4 000 kWh. I 1926 ble 24 % av årsproduksjonen av fiksert nitrogen produsert etter Frank-Caro-prosessen, bare 6 % etter lysbueprosessen og resterende 70 % etter Haber-Bosch-prosessen.

Ved Odda Smelteverk ble det produsert kalsiumcyanamid fram til avviklingen av produksjonen i 2002.

Patent[rediger | rediger kilde]

  • Tysk patent nr. DE 88363 (1895)

Se også[rediger | rediger kilde]

Kilder[rediger | rediger kilde]