Gas di sintesi

    Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)

di Sergio Carrà

gas di sintesi

Miscela di idrogeno e monossido di carbonio impiegata in importanti processi dell’industria chimica, in particolare nella produzione dell’ammoniaca e del metanolo. Costituisce inoltre una fonte per l’ottenimento dell’idrogeno. Originariamente il gas di sintesi veniva preparato dal carbone mediante la reazione del gas d’acqua:

Cs + H2O → CO + H2.

Il crescente fabbisogno di ammoniaca per la produzione di fertilizzanti ha aumentato la domanda di idrogeno rendendo necessario il ricorso ad altre materie prime per la preparazione del gas di sintesi. Tra queste occupano una posizione di primo piano gli idrocarburi (a partire dal gas naturale, essenzialmente costituito da metano, sino al petrolio greggio e agli oli pesanti) che vengono trasformati mediante la reazione di reforming con vapore. Le materie prime in questo caso sono gli idrocarburi gassosi e liquidi a partire dal gas naturale, essenzialmente costituito da metano, sino al petrolio greggio e gli oli pesanti. Per separare l’idrogeno il gas di sintesi viene trattato con vapor d’acqua per convertire l’ossido di carbonio in anidride carbonica, la quale viene successivamente separata per assorbimento con soluzioni acquose di carbonati alcalini o di etanolammine. Alternativamente si procede attraverso la combustione parziale degli idrocarburi stessi. Questo metodo è basato sull’ossidazione condotta a 1300÷1500 °C in difetto di ossigeno:

CHx + (1/2)O2 → CO + (x/2) H2.

Il processo si differenzia dal reforming poiché non richiede catalizzatori, può essere applicato su diverse materie prime di natura idrocarburica e l’eventuale presenza di zolfo non ne pregiudica l’attuazione (nei processi catalitici, invece, lo zolfo presente agisce da veleno per i catalizzatori). Un’interessante applicazione del gas di sintesi avviene nella reazione di Fischer-Tropsch, con la quale, in presenza di un catalizzatore a base di ferro o cobalto alla temperatura di 1804190 °C e alla pressione di 647 bar, si ottiene una miscela di idrocarburi superiori. Modificando il catalizzatore e le condizioni operative il processo può essere orientato verso la produzione di paraffine pesanti, olefine, idrocarburi ramificati e aromatici ed eventualmente prodotti ossigenati quali gli alcoli.

Energia

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