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La sintesi del metanolo

Nella sintesi industriale del metanolo un processo catalitico mise fuori mercato monopoli naturali, detenuti da Haber e Bosch, e industriali, l’oleum boemo. L’alcool metilico era ottenuto da secoli con il processo, utilizzato in tutti i paesi industrializzati, della distillazione secca del legno. Si verificò un trasferimento di tecnologie dal comparto inorganico a quello del metanolo e, ad opera della Fischer –Tropsch, a quello dei carburanti. L’elemento determinate fu l’introduzione di tecnologie applicate alla realizzazione dei catalizzatori da parte dell’ingegnere chimico italiano, Giulio Natta (1903-1979).
La reazione di sintesi del metanolo utilizza il gas d’acqua, CO + 2H2 -> CH3OH.
La reazione dipende dal catalizzatore impiegato e, come scrisse Natta nel 1930, “Dalla stessa miscela gassosa è possibile ottenere, praticamente nelle stesse condizioni di temperatura e di pressione, prodotti completamente diversi a seconda dell’agente catalitico”.
I primi brevetti sulla sintesi catalitica del metanolo furono registrati nel 1913, da AIwin Mittasch (1869-1953) per conto della BASF, lo scenziato era stato lo sperimentatore industriale del processo Haber, insieme a Carl Bosch (1874-1940) aveva creato un laboratorio di ricerca industriale del mondo chimico. Fra il 1909 e il 1912 Mittasch studiò 2500 sostanze diverse ed eseguito circa 6500 esperimenti di sintesi. Nel 1913-14 Mittasch ottenne sei di brevetti sulla sintesi del metanolo.
Dopo la fine della guerra Georges Patart, un tecnico che faceva parte della delegazione ufficiale francese che trattava con la BASF l’acquisto dei brevetti sulla sintesi dell’ammoniaca, sviluppò un nuovo brevetto, richiesto nel 1921 e pubblicato il 22 luglio 1922, risultato di una riflessione teorica basata sulle alte pressioni alla presenza di un qualche catalizzatore, scelto fra tutti i metalli, i loro sali e i loro ossidi, noti per favorire l’idrogenazione, la miscela gassosa era quella stechiometrica. Un impianto pilota fu costruito nei pressi di Parigi ed iniziò la produzione nei primi mesi del 1923, in condizioni che non erano coperte dal brevetto.
Bosch aveva scelto di indirizzare la produzione verso la sintesi del metanolo in previsione di un eccesso di capacità produttiva per l’ammoniaca sintetica, dovuta alla applicazione di nuovi processi alternativi in Francia e in Italia. Nel 1923 la BASF avviò la produzione di metanolo, impiegando come catalizzatori ossidi di zinco e di cromo, ben presto dominò il mercato, appena scalfita dalla Du Pont americana.
In questo panorama intervennero Natta e Luigi Casale (1882-1927). I primi brevetti di Casale in questo settore risalgono al 1925, ed alcuni di essi sono successivi alla sua morte. La SIRI (Società Italiana Ricerche Industriali) iniziò la produzione del metanolo basata sui brevetti Casale in un impianto costruito a Terni (1929-31), il processo fu successivamente impiegato dalla Società Terni, la quale mise in opera un grande impianto a Nera Montoro nel 1931.
Natta ottenne i suoi più importanti brevetti fra il 1928 e il 1929, queste tecnologie permisero alla Società Metanolo e Derivati, utilizzando il carbone del Sulcis, di iniziare la produzione industriale di metanolo nello stabilimento di Oschiri in Sardegna, trasferita nel 1931 a Merano, in una officina della Montecatini.
In un articolo del 1930 Giulio Natta descrisse con grande dettaglio le ricerche che lo guidarono ad individuare i catalizzatori più adeguati per la sintesi dell’alcool metilico dal gas d’acqua, furono realizzati con i reattori sperimentali ad alta pressione del Reale Politecnico di Milano oltre 500 sperimentazioni. Nell’articolo si fa riferimento all’uso di una camera speciale che consentiva la misura dei diagrammi di polvere ad alte temperature, Natta aveva evidenziato che “Bastano talvolta certe piccole impurezze nel catalizzatore o nei gas impiegati per determinare un andamento della reazione completamente diverso dal desiderato”.

Approfondimenti:

G. Natta, “Relazioni fra la attività di catalizzatori proposti per la sintesi dell’alcool metilico e la loro struttuta chimica e cristallina”, estratto dal “Giornale di Chimica Industriale ed Applicata”, anno XII.

Giulio Natta

Luigi Casale

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