Il ruolo del processo Degussa nella produzione di HCN
Il processo Degussa, noto anche come processo BMA, è stato ideato dall’industria chimica tedesca Evonik Degussa per la produzione di acido cianidrico a partire da metano e ammoniaca. Questo metodo, insieme al processo Andrussow e al processo Shawinigan, ha rivoluzionato la produzione di cianuro di idrogeno.
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Utilizzando alte temperature, pressioni e un catalizzatore a base di rodio o platino, il processo Degussa riesce a convertire il metano in HCN. Tuttavia, questa conversione rimane complessa a causa della stabilità della molecola di metano, che richiede un’elevata energia di attivazione per essere scissa.
Acido cianidrico e i metodi di sintesi
L’acido cianidrico è stato isolato per la prima volta dal pigmento blu di Prussia e da allora ha trovato ampio impiego nel settore minerario. George Beilby e Hamilton Castner sono tra i pionieri che hanno sviluppato metodi per la sua sintesi a partire da ammoniaca e carbone.
Gli attuali processi per la produzione di cianuro di idrogeno includono il metodo Andrussow, che prevede la reazione tra metano e ossigeno su un catalizzatore a temperature elevate, e il processo Degussa, che coinvolge la reazione tra ammoniaca e metano in assenza di ossigeno a temperature estremamente elevate. Un altro metodo meno diffuso è il processo Shawinigan, che impiega idrocarburi come il propano.
Applicazioni industriali dell’acido cianidrico
L’acido cianidrico, sia allo stato gassoso che in soluzione come acido cianidrico, è ampiamente utilizzato nell’industria chimica per la produzione di composti organici come l’acrilonitrile, il metilmetacrilato e l’adiponitrile, che sono monomeri essenziali per la sintesi di polimeri. Inoltre, trova impiego nell’industria mineraria per l’estrazione dell’oro.Il cianuro di idrogeno, o HCN, è una sostanza chimica di fondamentale importanza nell’estrazione dell’argento dalle rocce e nella produzione di farmaci, pesticidi e altre sostanze chimiche. Questo composto viene impiegato anche come fumigante, in grado di eliminare gli organismi che dipendono dall’ossigeno per vivere, incluso l’uomo, rendendolo estremamente pericoloso per la salute umana.
Processo di Produzione del Cianuro di Idrogeno
Il cianuro di idrogeno può essere prodotto tramite il processo Degussa, in cui metano e ammoniaca vengono convertiti in HCN in assenza di ossigeno, all’interno di un tubo rivestito di materiali come ossido di alluminio, nitruro di alluminio, nitruro di boro, nitruro di silicio o nitruro di titanio ricoperti di platino o rodio. La reazione principale avviene con la seguente equazione:
CH4(g) + NH3(g) → HCN(g) + H2(g)
Si tratta di una reazione endotermica, con una variazione di entalpia ΔH pari a +251 kJ/mol. Per innescare questa reazione, è necessario riscaldare il tubo a una temperatura compresa tra 1200 e 1400°C, fornendo così il calore esterno richiesto. È importante notare che durante il processo, possono verificarsi reazioni collaterali di decomposizione del metano e dell’ammoniaca in azoto gassoso e idrogeno gassoso.
Vantaggi del Processo Degussa
Il vantaggio principale del processo Degussa risiede nelle maggiori rese di cianuro di idrogeno che si attestano intorno al 90%, rispetto al metodo Andrussow che presenta una resa compresa tra il 60% e il 70%. Questo rende il processo Degussa più efficiente dal punto di vista della produzione di HCN, nonostante richieda un maggiore apporto di energia.
In conclusione, il cianuro di idrogeno è una sostanza chimica di vitale importanza per diverse industrie, tuttavia, la sua manipolazione richiede estrema attenzione a causa della sua tossicità. Il processo di produzione tramite il metodo Degussa rappresenta una delle alternative più efficaci per ottenere elevate rese di HCN, essenziale per la produzione di una vasta gamma di prodotti chimici.
