steam reforming

steam reforming

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