La diferencia clave entre el reformado con vapor y el reformado autotérmico es que el reformado con vapor usa la reacción de hidrocarburos con agua, mientras que el reformado autotérmico usa la reacción del metano con oxígeno y dióxido de carbono o vapor para formar gas de síntesis.
Los reformadores son dispositivos útiles en la síntesis química de gas hidrógeno puro a partir de metano en presencia de un catalizador. Este dispositivo utiliza dos reacciones principales: reformado con vapor, reformado autotérmico u oxidación parcial. Hay muchos reformadores diferentes en las industrias, y el reformador autotérmico y el reformador de metano a vapor son los más comunes.
¿Qué es el reformado con vapor?
El reformado con vapor es la técnica de producir gas de síntesis a través de la reacción de hidrocarburos con agua. En esta técnica, la materia prima más común es el gas natural. El propósito de esta reacción de reformado es la producción de gas hidrógeno puro. Syngas es una mezcla de gas de hidrógeno y gas de dióxido de carbono. La reacción que está teniendo lugar en este reformador es la siguiente:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
La reacción anterior es altamente endotérmica; consume energía del entorno. El gas de hidrógeno producido a través de este reformador se denomina "hidrógeno gris" cuando todo el dióxido de carbono se libera a la atmósfera. El producto se denomina "hidrógeno azul" cuando la mayor parte del dióxido de carbono se captura y almacena geológicamente.
Figura 01: Producción de hidrógeno a través del método de reformado con vapor
La mayoría del gas de hidrógeno del mundo se produce a través del reformado con vapor de gas natural. El gas hidrógeno producido de esta manera es útil en la síntesis industrial de amoníaco y otros productos químicos. Esta reacción tiene lugar en un recipiente de reformado que tiene una mezcla de vapor a alta presión. Aquí, el metano se pone en contacto con el vapor en presencia de un catalizador de níquel. Al elegir el catalizador correcto, es importante utilizar un catalizador que tenga una alta relación de área superficial a volumen debido a las limitaciones de difusión que se producen a altas temperaturas de funcionamiento. Las formas de catalizador más comunes que podemos usar incluyen ruedas con radios, ruedas dentadas y anillos con orificios. Además, estas formas consisten en una baja caída de presión que es importante para esta aplicación.
¿Qué es el reformado autotérmico?
El reformado autotérmico es una técnica en la que el oxígeno y el dióxido de carbono o el vapor reaccionan con el metano, produciendo gas de síntesis. Esta reacción ocurre en una sola cámara donde el metano se oxida parcialmente. La reacción en este dispositivo es exotérmica porque aquí se produce la oxidación. Podemos denotar el término reformado autotérmico como ATR. Generalmente, cuando la mezcla de reacción contiene dióxido de carbono, podemos indicar la proporción de producto de gas hidrógeno: monóxido de carbono como 1: 1. Pero si estamos usando vapor en lugar de dióxido de carbono, entonces la mezcla de productos estaría en la proporción de gas hidrógeno: monóxido de carbono como 2,5: 1. Las reacciones que tienen lugar en el reformador son las siguientes:
Uso de dióxido de carbono:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Usando vapor;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
¿Cuál es la diferencia entre el reformado con vapor y el reformado autotérmico?
Hay muchos reformadores diferentes en industrias donde el reformador autotérmico y el reformador de metano con vapor son los más comunes. La diferencia clave entre el reformado con vapor y el reformado autotérmico es que el reformado con vapor utiliza la reacción de hidrocarburos con agua, mientras que el reformado autotérmico utiliza oxígeno y dióxido de carbono o vapor en reacción con metano para formar gas de síntesis. Además, el reformado con vapor es una reacción endotérmica, mientras que el reformado autotérmico es una reacción exotérmica.
La siguiente infografía resume las diferencias entre el reformado con vapor y el reformado autotérmico en forma tabular.
Resumen: reformado con vapor frente a reformado autotérmico
Los reformadores son dispositivos útiles en la síntesis química de gas hidrógeno puro a partir de metano en presencia de un catalizador. Hay dos tipos de dispositivos como el reformador de vapor y el reformador autotérmico. La diferencia clave entre el reformado con vapor y el reformado autotérmico es que el reformado con vapor usa la reacción de hidrocarburos con agua, mientras que el reformado autotérmico usa oxígeno y dióxido de carbono o vapor en reacción con metano para formar gas de síntesis.
