Home » Monografie » Chimica » Ammoniaca sintetica

Ammoniaca sintetica

IL BREVETTO CASALE E I SUOI CONCORRENTI MONDIALI
(Estratto da “Dalla Ferriera Pontificia alla Zecca di Terni alla SIRI”, Terni, 1995) 

All’inizio del secolo l’ammoniaca andava conquistando un mercato sempre più consistente, in quanto elemento essenziale per produrre concimi chimici, derivati che trovavano impiego nel settore delle produzioni belliche ed altri prodotti di minore importanza. Il nostro paese, tra la fine dell’ottocento e i primi decenni del novecento, si trova ad impegnare le proprie energie in uno sforzo notevole per il raggiungimento dell’autonomia nel settore delle produzioni belliche e chimiche. Quando la società SIRI si costituì e si stabilì a Terni, nella città operavano già da tempo la IDROS e la Società Italiana per il Carburo di Calcio.
Il sistema di produrre ammoniaca in uso in Germania fin dal 1912 richiedeva grandi quantità di energia, specialmente carbone, e pertanto mal si conciliava con la scarsezza di tali materie in Italia. Di conseguenza, le ricerche per questa produzione si indirizzarono, nel nostro paese, verso un processo che avesse potuto impiegare prevalentemente energia elettrica. Gli studi più promettenti risultavano quelli dell’ingegner Fauser e dell’ingegner Luigi Casale.
Casale costituì la Ammonia Casale S. A. con sede a Lugano, alla quale affidò il suo brevetto mondiale per la produzione di ammoniaca. Successivamente Casale, continuando le sue ricerche presso la IDROS di Terni, riuscì ad ottenere ammoniaca pura facendo reagire idrogeno e azoto direttamente, tramite circuiti ad altissima pressione. Il primo impianto, di piccole dimensioni, era capace di 200 Kg/giorno. La produzione non poteva essere incrementata a causa dell’esigua potenza elettrica disponibile. Contemporaneamente la Società Italiana per il Carburo di Calcio ricorse ad una convenzione firmata con il Comune di Terni nel 1910, per impedire ulteriori forniture elettriche alla IDROS. Il 23 aprile 1921 la Società per il Carburo firmò un compromesso con la società IDROS, Anonima Rappresentanze e Nitram per la costituzione della Società Italiana Ammoniaca Sintetica. La SIAS venne costituita il 22 maggio 1921. I locali della ex Ferriera risultarono subito inadeguati a contenere i nuovi macchinari, quindi, la SIAS prese in affitto, con contratto ventisettennale, uno stabilimento di Nera Montoro, occupato durante il periodo bellico da altre imprese cessate. La produzione potenziale del macchinario era di 7 tonnellate al giorno di ammoniaca, con la capacità di ottenere 24.000 tonnellate/anno di azoto. Nel 1922 a Terni e Nera Montoro la SIAS era in grado di produrre ammoniaca sintetica e derivati, ossigeno, idrogeno, acqua distillata ecc., nello stesso anno si portò a termine la fusione della Società Carburo nella SAFFAT per la costituzione della Terni Società per l’Industria e l’Elettricità. Uno scambio reciproco di pacchetti azionari tra le due società era già stato realizzato nel 1917. Nel 1925 la SIAS venne incorporata nella Società Terni, cui fu apportato lo stabilimento di Nera Montoro. L’impianto della ex Ferriera viene conferito nella neocostituita Società Italiana per le Ricerche Industriali.
Per tornare alla questione dell’ammoniaca, occorre sottolineare che tra le numerose soluzioni proposte in quegli anni per fissare industrialmente l’azoto, solo tre avevano trovato pratica applicazione:
a) la combustione dell’azoto in atmosfera per mezzo di un arco elettrico, b) la formazione di calciocianammide; c) la sintesi dell’ammoniaca a partire dai suoi elementi.
La realizzazione della sintesi dell’ammoniaca risultava piuttosto recente, risalendo agli anni compresi tra il 1910 e il 1920. Haber e Bosch furono i primi a realizzarla, come tecnici della Badische Anilin und Sodafabrik.
I metodi della sintesi della ammoniaca erano, all’epoca, divisibili in due gruppi: A) metodi che funzionavano a pressioni comprese tra 100 e 250 atm.; B) metodi che funzionavano a pressioni comprese tra 800 e 1000 atm.
Il tubo di sintesi di Casale aveva il grande pregio di essere di grande semplicità costruttiva. Era costituito da un tubo esterno ad alta pressione con all’interno tre tubi concentrici al primo, al centro dell’ultimo tubo si trova una resistenza, tra la parete esterna del tubo centrale e la parte interna del secondo tubo si disponeva la massa catalitica. Lo spazio compreso tra la parete esterna della camera di catalisi e la parete interna del tubo di forza costituisce un recuperatore di calore. In un solo apparecchio si aveva una camera di catalisi e uno scambiatore di calore.
La sintesi dell’ammoniaca secondo il metodo Casale ebbe soprattutto il grandissimo merito di risolvere il problema della produzione dell’ammoniaca sintetica senza ricorrere ai brevetti Haber-Bosch che la Germania non voleva cedere. La tecnologia Casale si diffuse rapidamente in tutto il mondo, già nel 1932 il 20% della produzione mondiale di ammoniaca era ottenuto con questo processo.
Contemporaneamente alla SIRI fu costituita la CASAI (Casale Ammoniaca Società Anonima Italiana) per lo sfruttamento dei brevetti Casale in Unione Sovietica. Già nel triennio 1927-29 la CASAI esportò parti di impianti costruiti a Terni e concesse brevetti all’URSS per varie decine di milioni di lire. Ancora oggi si realizzano impianti di ammoniaca grazie al know how Casale e uno degli ultimi é entrato in funzione in Grecia nel 1986. Uguale fama e diffusione ebbe in Italia e nel mondo il processo Casale per la sintesi del metanolo che venne applicato industrialmente per la prima volta a Terni, nel 1929. Per quest’ultimo prodotto venne utilizzata l’esperienza acquisita nella sintesi dell’ammoniaca, dato che i problemi della reazione risultarono simili. La reazione tra ossido di carbonio e idrogeno avviene a pressioni di 500-600 atmosfere e a circa 400° C. Con questo processo sorsero, nel 1940, a Nera Montoro e a Colleferro, impianti più grandi di quello di Terni.
Tuttavia nello stesso periodo il professor Natta avviò, a Merano, un processo di sintesi che si differenziava da quello di Casale perché operava a più basse pressioni.

Controlla anche

Paesaggi chimici #10-03-2013#

Per approfondimenti: Società Umbra Prodotti Chimici Stampa

La catalisi enzimatica

Nel 1818 il chimico francese L. J. Thénard aveva scoperto l’eau oxygèné e aveva approfondito …

La sintesi del metanolo

Nella sintesi industriale del metanolo un processo catalitico mise fuori mercato monopoli naturali, detenuti da …

magazzino fertilizzanti 1934

La chimica a Terni e Narni:

La chimica a Terni e Narni: le virtù del territorio tra passato, presente e futuro …