Produzione di idrogeno da idrocarburi tramite reforming e reazioni
I processi industriali per la produzione di idrogeno si basano principalmente sui metodi di reforming di idrocarburi, come il metano e il propano. Il gas naturale, che contiene metano e altri idrocarburi, è ampiamente utilizzato in questi processi termici.
Reforming
I processi industriali per la produzione di idrogeno si basano quasi esclusivamente sui metodi di reforming degli idrocarburi. La maggior parte dei grossi impianti fanno uso del reforming catalitico con vapore acqueo di metano, propano, gas di raffineria, benzina o di ossidazione parziale di olio combustibile.
Reazioni
Durante il processo di reforming, una miscela di idrocarburi e vapore d’acqua è convertita in una miscela di idrogeno e ossidi di carbonio utilizzando catalizzatori a base di nichel. Poiché queste reazioni decorrono in condizioni di equilibrio, il loro grado di avanzamento dipende in maniera assai sensibile dalla pressione, temperatura e concentrazione dei reagenti.
Una delle caratteristiche del processo è che i gas caldi provenienti dall’unità di reforming sono usati sia per produrre tutto il gas necessario al processo sia per preriscaldare i gas di alimentazione che, prima di entrare nel forno di reforming, sono fatti passare nell’unità di desolforazione.
Le condizioni tipiche di reforming del metano o di idrocarburi leggeri sono: pressione fino a oltre 14 kg/cm² e temperatura del gas in uscita tra 650 e 870 °C. Nei casi in cui l’idrogeno debba essere usato sotto forma di gas ad alta pressione, il reforming può essere condotto a più alta pressione. Il gas proveniente dal forno di reforming viene quindi inviato all’unità di conversione di monossido di carbonio, che deve provvedere a ridurne la concentrazione.
I metodi di purificazione più comunemente usati sono quello della conversione catalitica del monossido di carbonio e quello del lavaggio con soluzioni di sali di rame. Questi metodi sono essenziali per rendere il gas idrogeno utilizzabile in diverse applicazioni industriali.