El proceso Frank-Caro, también llamado proceso de la cianamida, es la reacción de fijación de nitrógeno del carburo de calcio con gas nitrógeno en un reactor a aproximadamente 1000 °C. La reacción es exotérmica y autosostenible una vez que se alcanza la temperatura de reacción. Originalmente, la reacción se llevaba a cabo en grandes cilindros de acero con un elemento de resistencia eléctrica que proporcionaba el calor inicial para comenzar la reacción. La producción moderna utiliza hornos rotatorios. La síntesis produce una mezcla sólida de cianamida de calcio (CaCN2), también conocida como nitrolima, y carbono. El gran inconveniente del proceso Frank-Caro era su elevado consumo energético. CaC2 + N2 → CaCN2 + C
Historia El proceso Frank-Caro fue el primer proceso comercial que se utilizó en todo el mundo para fijar el nitrógeno atmosférico. El producto se utilizaba como fertilizante y se conocía comercialmente como cal-nitrógeno, Nitrolim o Kalkstickstoff en alemán. El método fue desarrollado por los químicos alemanes Adolph Frank y Nikodem Caro entre 1895 y 1899. En sus primeras décadas, el mercado mundial de fertilizantes inorgánicos estuvo dominado por fábricas que utilizaban el proceso de cianamida.
A finales del siglo XIX, la agricultura dependía mucho de fuentes naturales de nitrógeno, especialmente: Nitrato de Chile (salitre), una de las principales fuentes de nitratos. Guano, utilizado como fertilizante. Estiércol y otras fuentes orgánicas.
El problema era que la atmósfera contiene aproximadamente 78 % de N2, pero ese nitrógeno es muy poco reactivo y las plantas no pueden utilizar directamente el N2 atmosférico.
Por tanto, conseguir una forma industrial de "fijar" el nitrógeno era un asunto estratégico: permitiría fabricar fertilizantes sin depender exclusivamente de depósitos naturales.
Instalaciones de producción
Las primeras fábricas a gran escala se establecieron en 1905 en Piano d'Orta (Italia) y Westeregeln (Alemania). Desde 1908, el proceso Frank-Caro se utilizó en la North Western Cyanamide Company en Odda, Noruega. Con una capacidad de producción anual de 12.000 toneladas desde 1909, la fábrica de Odda era, con diferencia, la más grande del mundo. En ese momento, se establecieron fábricas de primera fase en Briançon (Francia), Martigny (Suiza), Bromberg (Prusia/Polonia) y Knapsack (Alemania). La fábrica de cianamida de Odda cesó su actividad en 2002. Todavía se conserva intacto y es candidato noruego a la Lista del Patrimonio Mundial de la UNESCO.
Proceso Haber En la década de 1920, el proceso Haber, más eficiente energéticamente, fue imponiéndose gradualmente en la producción de fertilizantes nitrogenados, pero el proceso Frank-Caro ha seguido produciendo una materia prima química útil. En 1945, la producción de cianamida de calcio alcanzó un pico estimado de 1,5 millones de toneladas al año.
Patente Patente alemana n. DE 88363 (1895)
Véase también Proceso Odda Proceso Birkeland-Eyde Proceso Haber-Bosch Proceso Linde-Frank-Caro, un método para producir hidrógeno a partir de gas de agua.
Referencias
Enlaces externos Guía de los documentos de Adolf Frank (1834–1916). Archived Categoría:Procesos químicos Categoría:Fertilizantes Categoría:Cianamidas