عملية فرانك-كارو

الموسوعة الحرة
أدولف فرانك

تُعرف عملية فرانك-كارو، أو عملية السياناميد ، بتفاعل تثبيت النيتروجين لكربيد الكالسيوم مع غاز النيتروجين في وعاء تفاعل عند درجة حرارة تقارب 1000  درجة مئوية. يكون التفاعل طاردًا للحرارة ومستمرًا ذاتيًا بمجرد الوصول إلى درجة حرارة التفاعل المطلوبة. في الأصل، كان التفاعل يتم في أسطوانات فولاذية كبيرة باستخدام عنصر مقاومة كهربائية لتوفير الحرارة الأولية لبدء التفاعل. أما في الإنتاج الحديث، فتُستخدم أفران دوارة. ينتج عن هذه العملية خليط صلب من سياناميد الكالسيوم (CaCN₂ ) ، المعروف أيضًا باسم النيتروليم ، والكربون .

CaC₂ + N₂ → CaCN₂ + C

تاريخ

كانت عملية فرانك-كارو أول عملية تجارية تُستخدم عالميًا لتثبيت النيتروجين الجوي. استُخدم المنتج كسماد ، وعُرف تجاريًا باسم "النيتروجين الجيري" ( Nitrolim أو Kalkstickstoff بالألمانية). [ 1 ] طُوّرت هذه الطريقة على يد الكيميائيين الألمانيين أدولف فرانك ونيكوديم كارو بين عامي 1895 و1899. في العقود الأولى، هيمنت المصانع التي تستخدم عملية السياناميد على السوق العالمية للأسمدة غير العضوية.

مرافق الإنتاج

تم الحفاظ على 325 فرنًا من أفران السياناميد من عام 1934 في شركة Odda Smelteverk ، وهي شركة North Western Cyanamide Company السابقة في أودا، النرويج (1908).

أُنشئت أولى المصانع المتكاملة عام 1905 في بيانو دورتا (إيطاليا) وويستر إيجلن (ألمانيا). ومنذ عام 1908، استُخدمت عملية فرانك-كارو في شركة نورث ويسترن سياناميد في أودا ، النرويج. وبقدرة إنتاجية سنوية بلغت 12,000 طن منذ عام 1909، كان مصنع أودا الأكبر في العالم بلا منازع. وفي ذلك الوقت، أُنشئت مصانع المرحلة الأولى في بريانسون (فرنسا)، ومارتيني (سويسرا)، وبرومبيرغ ( بروسيا / بولندا )، وكنابساك (ألمانيا). توقف مصنع السياناميد في أودا عن العمل عام 2002، ولكنه لا يزال قائمًا حتى اليوم، وهو مرشح نرويجي للانضمام إلى قائمة اليونسكو للتراث العالمي . [ 2 ]

عملية هابر

في عشرينيات القرن العشرين، حلت عملية هابر ، الأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، تدريجياً محل عملية فرانك-كارو في إنتاج الأسمدة النيتروجينية، إلا أن هذه العملية استمرت في إنتاج مادة كيميائية خام مفيدة. وفي عام 1945، بلغ إنتاج سياناميد الكالسيوم ذروته، حيث قُدّر بنحو 1.5 مليون طن سنوياً. [ 3 ]

براءة اختراع

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "موسل شولز، ألاباما" (ملف PDF) . السجل التاريخي للهندسة الأمريكية. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 22 فبراير 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 فبراير 2014 .
  2. ↑ "مواقع التراث الصناعي في ريوكان/نوتودين وأودا/تيسيدال، الصناعات الثقيلة التي تعمل بالطاقة الكهرومائية مع المستوطنات الحضرية المرتبطة بها (مدن الشركات) ونظام النقل" . اليونسكو . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29-06-2010 .
  3. ↑ "اكتشاف العمليات التجارية لإنتاج كربيد الكالسيوم والأسيتيلين" . المعالم الكيميائية التاريخية الوطنية . الجمعية الكيميائية الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 يونيو 2012 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )