Steam reforming

Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)

steam reforming

Sergio Carrà

Reazione catalitica di un idrocarburo con vapor d’acqua. Lo steam reforming più noto è quello del metano, attraverso il quale si producono ossido di carbonio, idrogeno e anidride carbonica:

CH4 + H2O ⇄ CO + 3H2

CH4 + 2H2O ⇄CO2 + 4H2.

L’incidenza relativa delle due reazioni dipende dalle condizioni operative, in particolare dalla temperatura. La reazione fondamentale è la prima, attraverso la quale si ottiene il gas di sintesi costituito da una miscela di ossido di carbonio e idrogeno. Entrambe le reazioni sono endotermiche e si svolgono con un aumento di volume, per cui la conversione del metano è agevolata da un aumento di temperatura mentre è sfavorita dall’aumento della pressione. Un’analisi termodinamica permette di dimostrare che la produzione del gas di sintesi attraverso le reazioni di steam re­forming deve essere condotta alle più alte temperature compatibili con le caratteristiche degli impianti, con un elevato rapporto H2O/CH4 e alla più bassa pressione possibile, compatibilmente con l’impiego cui è destinata la miscela. Industrialmente si opera in reattori tubolari contenenti le particelle di catalizzatore, solitamente costituito da particelle di nichel supportate su silice allumina, con K2O come attivatore. Le particelle catalitiche vengono lambite dalla corrente dei reagenti a una temperatura media che si aggira intorno a 850÷870 °C. La reazione di reforming con vapore per produrre il gas di sintesi viene condotta anche con idrocarburi superiori al metano. In questo caso la variabile più importante è il rapporto nella corrente di alimentazione tra le molecole di acqua e il numero di atomi di carbonio dell’idrocarburo.

Energia

CATEGORIE
TAG

Anidride carbonica

Gas di sintesi

Termodinamica

Catalizzatore

Idrocarburo