عملية مانهايم

عملية مانهايم هي عملية صناعية لإنتاج كلوريد الهيدروجين وكبريتات الصوديوم من حمض الكبريتيك وكلوريد الصوديوم . ^{[ 1 ]} كما يُستخدم فرن مانهايم لإنتاج كبريتات البوتاسيوم من كلوريد البوتاسيوم . ^{[ 2 ]} وتُعدّ عملية مانهايم مرحلةً من مراحل عملية لوبلان لإنتاج كربونات الصوديوم .

سُميت هذه العملية نسبةً إلى فرن مانهايم، وهو فرن كبير من الحديد الزهر تُجرى فيه. طُوّر هذا الفرن في جمعية المصانع الكيميائية في مانهايم في مطلع القرن العشرين ^{[ 3 ]} ، وحلّ محلّ تصاميم الأفران السابقة التي كانت تُستخدم للغرض نفسه. ^{[ 4 ]}

يُغذّى كلوريد الصوديوم وحمض الكبريتيك أولًا إلى صفيحة تفاعل ثابتة حيث يحدث التفاعل الأولي. يصل قطر الصفيحة الثابتة إلى 6 أمتار (20 قدمًا) . تقوم أذرع دوارة بتقليب الخليط باستمرار ونقل المنتج الوسيط إلى صفيحة سفلية. بُني الجزء العلوي من الفرن من طوب ذي مقاومة عالية للهب المباشر والحرارة والحمض. أما الأجزاء الأخرى من الفرن فهي مقاومة للحرارة والحمض. يمر غاز الاحتراق الساخن فوق الصفائح حاملًا معه غاز كلوريد الهيدروجين المنطلق . يتفاعل المنتج الوسيط مع المزيد من كلوريد الصوديوم في الجزء السفلي الأكثر سخونة من الفرن، منتجًا كبريتات الصوديوم. يخرج هذا المنتج من الفرن ويمر عبر خزانات التبريد قبل طحنه وغربلته وإرساله إلى مرافق تخزين المنتج. ^{[ 5 ]}  

تتضمن العملية تكوين وسيط لبيكبريتات الصوديوم ، وهو تفاعل طارد للحرارة يحدث في درجة حرارة الغرفة:

NaCl + _{H₂SO₄ →} HCl + _NaHSO₄

الخطوة الثانية من العملية ماصة للحرارة، وتتطلب مدخلات طاقة:

كلوريد _{الصوديوم} + NaHSO4 _→ حمض الهيدروكلوريك + _Na2SO4

تتطلب العملية درجات حرارة تتراوح بين 600 و700 درجة مئوية. ^{[ 5 ]}