höyrymetaanireformoinnin

Höyrymetaanireformoinnin, tunnettu myös nimellä höyryreformointi, on ensisijainen teollinen menetelmä maakaasun, tyypillisesti metaanin, muuntamiseksi synteesikaasuksi, joka on sekoitus vetyä ja hiilimonoksidia. Tämä prosessi on keskeinen vetytuotannossa ja useiden kemikaalien, kuten ammoniakin ja metanolin, valmistuksessa.

Reaktiossa metaani (CH4) reagoi korkeassa lämpötilassa (700–1100 °C) ja paineessa höyryn (H2O) kanssa. Prosessi tapahtuu yleensä nikkelipohjaisella katalyytillä, joka nopeuttaa reaktiota. Pääreaktio on seuraava: CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2. Tämä on endoterminen reaktio, eli se vaatii lämpöenergiaa.

Höyryreformointiin liittyy useita vaiheita. Ensimmäinen on esireformointi, jossa raskaammat hiilivedyt hajotetaan korkeammassa lämpötilassa. Tämän jälkeen tapahtuu itse höyryreformointi, jossa metaani ja höyry reagoivat. Tämän jälkeen usein seuraa veden kaasutusreaktio (Water-Gas Shift Reaction, WGS), jossa hiilimonoksidi reagoi jäljellä olevan höyryn kanssa tuottaen lisää vetyä ja hiilidioksidia (CO + H2O ⇌ CO2 + H2). Lopuksi hiilidioksidi poistetaan tyypillisesti paine-erotuksella (PSA) tai amiinipesulla, jättäen jäljelle puhtaan vetykaasun.

Höyrymetaanireformoinnin etuja ovat korkea vetyntuottotehokkuus ja kyky käyttää yleisesti saatavilla olevia raaka-aineita, kuten maakaasua. Merkittävä haittapuoli on kuitenkin prosessissa syntyvä hiilidioksidipäästö, mikä tekee siitä merkittävän kasvihuonekaasupäästöjen lähteen. Uudemmat menetelmät, kuten sähköreformointi ja hiilidioksidin talteenotto, pyrkivät vähentämään prosessin ympäristövaikutuksia.