Referendum 17 Aprile – Il gas naturale come materia prima

Nello scorso articolo ti ho parlato del perché, a mio parere, conviene votare NO al referendum del 17 Aprile. Il gas naturale e il petrolio, oggi, insieme alle altre fonti fossili, garantiscono un’ampia porzione dell’energia primaria mondiale (superiore al 90%) e italiana (superiore all’80%).

Lasciamo ora da parte i discorsi di natura energetica, e consideriamo l’altro lato della medaglia: focalizziamoci sull’analisi delle risorse idrocarburiche come materie prime nel mondo chimico. Se nell’ambito energetico stiamo facendo dei grandissimi passi in avanti, orientandoci sempre maggiormente verso un futuro basato sulle rinnovabili, nell’ambito chimico le risorse fossili risultano essere difficilmente sostituibili. Una quantità spropositata di oggetti che fanno parte delle nostre vite sono fatti a partire da risorse idrocarburiche: auguriamoci che la transizione al rinnovabile avvenga sempre più in fretta, perché altrimenti rischiamo di sottrarre importanti fonti fossili dal mercato chimico, che ne ha assai bisogno.

In questo articolo ti mostro l’importanza del gas naturale come materia prima. Questa risorsa idrocarburica sta prendendo sempre maggiormente piede nel mondo chimico, e molti intermedi chimici vengono sintetizzati a partire da esso. Partiamo dall’intermedio più versatile: il SYNGAS.

Una volta purificato il gas naturale da impurezze in esso presenti, esso può essere utilizzato per sintetizzare il syngas, mediante varie vie chimiche (ossidazione parziale, steam reforming, reforming autotermico). Il risultato di questo processo chimico è una miscela di monossido di carbonio e di idrogeno molecolare, che può essere utilizzata per scopi molto diversi. Possiamo ad esempio spingere la produzione di idrogeno molecolare mediante la reazione di water gas shift, e successivamente separarlo per utilizzarlo nella sintesi dell’ammoniaca o per operazioni di idrogenazione, hydrotreating o idrodesolforazione. Per quanto riguarda l’ammoniaca, essa risulta essere una delle principali molecole della chimica industriale, e viene sintetizzata a partire da azoto e idrogeno. Trova applicazione nella sintesi di molti composti. La maggior parte dell’ammoniaca viene utilizzata per la sintesi di fertilizzanti azotati, e la parte restante ricopre un ruolo fondamentale in vari ambiti industriali (fibre, materie plastiche, esplosivi, cicli frigoriferi). È opportuno citare anche un’altro importante uso dell’ammoniaca, ossia come agente riducente all’interno del processo SCR, per l’abbattimento degli ossidi di azoto in uscita dai motori diesel.

Ok, abbiamo visto una piccola parte di cosa possiamo fare con l’idrogeno molecolare. Con il syngas stesso, invece, cosa possiamo sintetizzare? Una delle principali molecole della chimica industriale organica deriva proprio dal syngas: mi riferisco al metanolo. Il metanolo risulta essere un intermedio importantissimo, dal momento che da esso si possono sintetizzare un’elevatissima quantità di prodotti di rilievo industriale. Insieme al monossido di carbonio, ad esempio, il metanolo permette di sintetizzare l’acido acetico, che è il più importante acido organico, e che a sua volta viene utilizzato nella sintesi di altri importanti prodotti. Ad esempio, l’acido acetico permette la sintesi del vinilacetato, utilizzato come polivinilacetato e polivinilalcool nelle industrie delle vernici, della plastica e nell’industria tessile. Sempre l’acido acetico permette la sintesi dell’anidride acetica, che permette di produrre l’acetato di cellulosa e l’acido acetilsalicilico (poi utilizzato nella sintesi dell’aspirina). Un altra importante molecola sintetizzata a partire dal metanolo è la formaldeide, che viene utilizzata per diversi scopi. Infatti, oltre a venir utilizzata come conservante, disinfettante, e ausiliario nell’industria tessile, della carta, del cuoio e del legno, la formaldeide interviene anche nella sintesi di resine termoindurenti e di alcoli (mediante condensazioni aldoliche incrociate). Oltre ad acido acetico e formaldeide, il metanolo permette anche la sintesi di altri grandi intermedi della chimica industriale organica. È il caso, ad esempio, del MTBE (utilizzato come antidetonante nelle benzine senza piombo), dell’acido formico, degli eteri, delle ammine e degli acidi tereftalico ed acrilico. In pochi termini, a partire dal syngas sintetizziamo una vastissima quantità di intermedi, che permettono poi di effettuare ulteriori sintesi negli ambiti più disparati.

Oltre che per la sintesi del syngas, il gas naturale può essere utilizzato anche direttamente per sintetizzare altre specie chimiche di interesse. Ad esempio, facendo reagire il gas naturale con cloro gassoso in opportune condizioni di reazione, possiamo ottenere importanti composti clorurati. Tra queste molecole c’è il triclorometano, che fatto reagire con acido fluoridrico e poi sottoposto a condizioni pirolitiche dà luogo al tetrafluoroetilene, importantissima molecola per la sintesi del politetrafluoroetilene (PTFE), utilizzato nell’ambito delle superfici di cottura antiaderenti. Sempre il gas naturale, insieme ad ammoniaca e aria, può dar luogo all’acido cianidrico, poi utilizzato nella produzione di cianuri e nell’industria metallurgica. Insieme ad ossigeno e con la presenza di un arco elettrico, a partire dal gas naturale può essere sintetizzato l’acetilene, la cui importanza chimica è diminuita nel corso degli anni ma che viene ancora utilizzato, ad esempio, per la produzione di acetato di vinile e di altri composti di interesse.

Ho mostrato solo una piccola parte di quello che può essere sintetizzato a partire dal gas naturale. Il mio consiglio è: fai nuove ricerche. Considera le varie specie chimiche che ho citato, e guarda in quali altre sintesi vengono utilizzate. Sii curioso: esamina i vari materiali che caratterizzano la tua vita di tutti i giorni, e scopri come nascono: da quali specie chimiche e mediante quali processi. Noterai che, per la sintesi di una grande quantità di materiali, le risorse fossili sono di fondamentale importanza.

Nel prossimo articolo ti mostrerò gli utilizzi chimici del petrolio! A presto!

Mattia