catrame
Sottoprodotto della distillazione secca dei carboni fossili. Le materie volatili che si sviluppano nel processo, raffreddate a temperatura ordinaria, restano in parte allo stato gassoso (gas di distillazione) e per il resto condensano in liquido, che risulta in genere separato in uno strato acquoso (acque di distillazione) e in uno strato nero viscoso, che è il catrame. La natura, la quantità, la composizione chimica del c. variano con il tipo di carbone (si hanno così c. di lignite, di litantrace, di scisto, di torba ecc.), con il tipo di forno e soprattutto con la temperatura alla quale si arresta la distillazione (v. fig.). In base a quest’ultimo fattore, si usa distinguerlo in c. di distillazione ad alta temperatura, cioè quello ottenuto nelle officine del gas e nelle cokerie, e in c. di distillazione a bassa temperatura.
C. di alta temperatura
Si ottiene per distillazione dei carboni fossili (in quantità del 3-4% rispetto al carbone) alla temperatura di 1000-1100 °C; è un liquido nero, viscoso, di densità 1,15-1,28 g/cm3, di odore caratteristico. È costituito da una miscela molto complessa di diversi composti organici, che contiene acqua emulsionata e carbonio libero. Tra i costituenti si hanno idrocarburi in massima parte aromatici (benzene, toluene, xileni, stirene, naftalina, antracene, fenantrene ecc.), composti ossigenati (fenoli, cresoli, cumarone ecc.), composti solforati (tiofene e omologhi), composti azotati (carbazolo, piridina, chinolina, isochinolina ecc.). Allo stato greggio è raramente adoperato come tale; di solito, soprattutto per le molte applicazioni dei suoi costituenti nell’industria organica (sintesi di esplosivi, coloranti, chemioterapici ecc.), il c. viene sottoposto a distillazione frazionata, in apparecchi continui o discontinui, a pressione ordinaria o sotto vuoto. Normalmente si raccolgono: fino a 170 °C acque ammoniacali (3%) e oli leggeri (3-5%); tra 170 e 230 °C oli medi o oli di naftalina (6-10%); tra 230 e 270 °C oli pesanti (8-12%); tra 270 e 300 °C oli di antracene (18-25%); oltre 300 °C la pece di c. (50-60%).
Dagli oli leggeri si ha in prevalenza benzene, toluene, xileni, naftalina e piccole quantità di fenoli e di basi azotate. Gli oli medi, costituiti da naftalina (40%), da fenolo e suoi omologhi (25-30%) e da basi azotate, sono liquidi colorati in giallo o in bruno; si utilizzano per il recupero della naftalina e del fenolo oppure, dopo la separazione della naftalina e sotto il nome di oli carbolici greggi, come disinfettanti o come oli per impregnare il legno. Gli oli pesanti si presentano, alla temperatura ordinaria, come una massa semisolida di colore bruno; contengono naftalina, acenaftene, idrocarburi superiori e sono lavorati per il recupero della naftalina. Gli oli di antracene (o oli verdi), di consistenza semisolida, di colore verde bruno, costituiti da antracene (20%), carbazolo, fenantrene ecc., sono impiegati per la preparazione dell’antracene e del carbazolo. La parte liquida che resta dopo la separazione dell’antracene viene impiegata per impregnare il legno, per il lavaggio del gas di distillazione onde recuperare il benzene ecc. La pece, infine, è pece secca e può essere usata come agglomerante nella preparazione di ovuli e mattonelle di carbone o disciolta in oli minerali e pesanti (dai quali siano stati già recuperati i prodotti più pregiati) per ricostituire il c. per uso stradale, o disciolta nell’olio residuo, dopo estrazione dell’antracene, per impermeabilizzare il legno, o in oli leggeri a formare vernice per legno e ferro.
C. di bassa temperatura (o primario)
Si ottiene per distillazione di alcuni carboni (ligniti e litantraci) alla temperatura di 450-550 °C. A differenza del c. di alta temperatura, in prevalenza aromatico, contiene in massima parte composti di natura alifatica e naftenica. Consta di tre frazioni principali. La prima, molto vicina alla composizione di un greggio di petrolio, è costituita da idrocarburi a catena aperta fino a 30 atomi di carbonio; la seconda, di natura acida, è costituita da fenoli a un solo anello con una o più catene laterali; la terza è formata da piccole quantità di sostanze basiche azotate. È sfruttato per l’estrazione dei composti organici in esso contenuti.
Applicazioni
L’applicazione di uno strato di catrame ( catramatura) alle massicciate stradali ha gli stessi scopi e si effettua negli stessi modi della bitumatura, salvo l’impiego di catrame in luogo del bitume. La catramatura del legno, delle fibre vegetali, del cartone ecc. esercita un’azione conservatrice per effetto dei fenoli e cresoli contenuti nel c., i quali ne impediscono la fermentazione e la putrefazione; il cartone catramato, in particolare, è usato come impermeabilizzante per coperture