Oddaprosessen

Oddaprosessen eller nitrofosfatprosessen er en kjemisk prosess basert på salpetersyre for industriell produksjon av tresidig kunstgjødsel med delkomponentene nitrogen, fosfor og kalium. Oddaprosessen ble utviklet av sjefskjemiker Erling Johnson ved Odda Smelteverk årene 1927-1928. Prosessen var en innovasjon for framstillingen av NPK-gjødsel, for verken å bruke kostbar svovelsyre eller å produsere gipsavfall. Med Oddaprosessen var det mulig å framstille et salgbart biprodukt av nitratdelen i form av kalsiumnitrat (kalksalpeter), som også kunne anvendes til jordbruksformål. Kalsiumnitrat er bl.a. godt egnet til gjødsling der det er lite vann. Gjødsel tilsettes via slanger med vann og næringsstoffene går rett til planten. Kalsiumnitrat anvendes i dag også til å «gjødsle» større kloakksystemer for å hindre at det dannes eksplosive, illeluktende eller farlige gasser som hydrogensulfid.

Prosessen
Prosessen går ut på å etse apatitt Ca3(PO4)2 med salpetersyre HNO3 som blir til en blanding av fosforsyre H3PO4 og kalsiumnitrat Ca(NO3)2.

Ca3(PO4)2 + 6 HNO3 + 12 H2O → 2 H3PO4 + 3 Ca(NO3)2 + 12 H2O

Blandingen blir nedkjølt til under 0C grader, der kalsiumnitratet krystalliseres og blir separert fra fosforsyren.

2 H3PO4 + 3 Ca(NO3)2 + 12 H2O → 2 H3PO4 + 3 Ca(NO3)2.4H2O

Kalsiumnitratet Ca(NO3)2 går til produksjon av nitrogengjødsel. Filtratet består vesentlig av fosforsyre H3PO4 med noe salpetersyre HNO3 og spor av kalsiumnitrat Ca(NO3)2, som nøytraliseres med ammoniakk NH3 for å produsere en sammensatt gjødsel.

Ca(NO3)2 + 4 H3PO4 + 8 NH3 → CaHPO4 + 2 NH4NO3 + 3(NH4)2HPO4

Hvis kaliumklorid eller kaliumsulfat tilsettes, dannes NPK gjødsel.

Kalsiumnitraten Ca(NO3)2 kan bearbeides til kalsiumnitratgjødsel, men ofte blir det omdannet til ammoniumnitrat NH4NO3 og kalsiumkarbonat CaCO3
med karbondioksid CO2 og ammoniakk NH3.

Ca(NO3)2 +  2 NH3 + CO2 + H2O → 2 NH4NO3 + CaCO3

Begge produkter kan bearbeides til nitrogengjødsel.

Historie
Etter første verdenskrig innførte de fleste industriland selvforsyningspolitikk som resulterte i større konkurranse på eksportmarkedene. For å møte utfordringen søkte man etter alternative råstoffer, prosesser og framstillingsmåter. Kalsiumcyanamidprodusenten Odda Smelteverk fikk sjefskjemiker Erling Johnson til å undersøke mulighetene for å legge om produksjonen til nye gjødselstyper. 

Johnson var godt kjent med de internasjonale forsøkene med å framstille NPK-gjødsel. Nitrophoska, IG Farbens første NPK-gjødsel fra 1927, var produsert etter en metode som anvendte kostbar svovelsyre og produserte gipsavfall. I laboratoriet ved Odda Smelteverk utviklet Johnson i 1927 en metode for produksjon av gjødsel basert på oppløsning av råfosfat i salpetersyre. Patentsøknaden ble sendt i 1928. Norsk Hydro protesterte mot patentsøknaden de hevdet krenket deres samarbeidspartner IG Farben og deres patent. Denne klagen ble avvist både i Norge og i Tyskland da patentet ble anmeldt der. Oddaprosessen ga NPK-gjødsel av høy kvalitet og var mye enklere enn svovelsyreprosessen som ble benyttet av IG Farben.

Norsk Hydro
Det ble bygget et eget forsøksanlegg ved Odda Smelteverk og fram til 1930 ble det utviklet en rekke nye patenter knyttet til prosessen. Prosessen ble likevel ikke brukt i praktisk produksjon ved Odda Smelteverk. Den eneste aktuelle kandidaten til prosessen i Norge var den andre store gjødselsprodusenten, Norsk Hydro. I 1930 fikk Hydro anledning til å studere prosessen, inkludert Johnsons forsøksprotokoller. Det ble innledet forhandlinger om å lisensiere prosessen. I lisensforhandlingene krevde Hydro å få overdratt lisensrettigheten overfor utlandet, noe ledelsen i Odda ikke kunne godta. Samtidig som forhandlinger pågikk ble det satt igang forsøk på Hydros laboratorium på Rjukan, hvor en systematisk arbeidet for å omgå Johnsons patenter. I november 1931 søkte Olaf Jensen og Hydro om å få patent på en lignende NPK-prosess som innbefattet tilsetting av ammoniumnitrat som dannet et dobbeltsalt. Oddapatentene hadde også anbefalt tilsetting av ammoniumnitrat i prosessen, men ikke beskrevet selve dannelsen av dobbeltsaltet. 

I 1934 ble Hydros patentsøknad først innvilget, men etter klage fra Odda Smelteverk ble vedtaket opphevet i 1935, og Hydro nektet patent. På tross av dette startet Hydro produksjonen av Fullgjødsel uten lisens ved en forsøksfabrikk på Herøya i 1936 og ved fullgjødselfabrikken som startet i 1938. Høsten 1945 ble Hydro stevnet for retten for patentinngrep av Odda Smelteverk og Erling Johnson. Saken ble forlikt i 1947 ved at Hydro betalte Odda 175 000 kr, samt inngikk en 10-årig samarbeidsavtale der en åpnet for å kunne benytte hverandres patenter og erfaringer med fullgjødsel. I 1951 gikk også Hydros fullgjødselfabrikk over til å bruke den umodifiserte Oddaprosessen. I 1955 fikk Erling Johnson Norsk Hydros ærespris for arbeidet med Oddaprosessen.

Internasjonalt
Internasjonalt ble Oddaprosessen først lisensiert til Bamag-Meguin AG i 1934 og IG Farben i 1938. Prosessen ble også lisensiert til BASF, Hoechst og Staatsmijnen.  Alle disse foretakene brukte prosessen, introduserte endringer, og lisensierte disse videre til andre foretak. Per 2004 bruker Yara (Norsk Hydro), BASF, Agrolinz og Gujarat Narmada Valley Fertilizers Company Limited prosessen.

Se også
Birkeland-Eyde-prosessen
Frank-Caro-prosessen
Haber-Bosch-prosessen

Eksterne lenker
  TU - Derfor kan Yara drive verdens største gjødselfabrikk i verdens dyreste land

Yara
Norsk industri
Norske oppfinnelser
Gjødsel
Kjemiske prosesser