El steam reforming es un proceso para la obtención de hidrógeno a partir de hidrocarburos, principalmente a partir de gas natural. Es el más extendido a nivel industrial para la producción de H2 en refinería y petroquímica.

Este proceso consta de una serie de etapas, donde ocurre la reacción básica de reformado con vapor. El hidrocarburo reacciona con vapor de agua a alta temperatura para dar monóxido de carbono  (CO) e hidrógeno (H2). En sucesivas etapas, el CO será convertido a dióxido de carbono  (CO2) y la correspondiente separación de H2 de la corriente de salida.

La unidad de H2 mediante steam reforming, se divide en las siguientes secciones:

  • Pretratamiento de la carga. HDS (Hidrodesulfuración)
  • Reacción de reformado
  • Conversión de CO
  • Recuperación de calor residual y generación de vapor
  • Purificación del gas. Unidad de PSA

Su distribución puede verse en el siguiente diagrama de bloques:

 

Figura 1. Diagrama de bloques proceso de producción de hidrógeno mediante steam reforming. [Elaboración Propia]

 

El gas de carga, que como se ha comentado anteriormente suele ser normalmente Gas Natural, puede contener azufre, el cual es un serio contaminante de los catalizadores de la zona de reacción. Para evitar el envenenamiento de dichos catalizadores, el azufre es eliminado mediante un pre-tratamiento previo a la entrada del proceso. El gas natural se mezcla con H2 de reciclo y mediante un proceso de hidrodesulfuración se elimina el posible azufre contaminante que pueda tener la corriente de entrada al proceso.

La carga ya desulfurada en la sección anterior, continúa su paso a través de la unidad hacia la sección de reformado. Como su propio nombre indica, en esta sección es donde se produce la reacción del gas natural con el vapor de agua para producir el H2. Esta reacción se da con un exceso importante de vapor de agua y con un control muy estricto de la temperatura.

A la salida de la sección de reformado, el gas contiene una cantidad importante de CO, que mediante un nuevo aporte con vapor de agua se produce H2. Su finalidad es principalmente medioambiental, ya que pretende oxidar completamente el CO que se ha producido en las reacciones previas. También mejora ligeramente la conversión del proceso global, al producir más hidrógeno.

La corriente de H2 y CO2 a la salida de la unidad de conversión de CO, se envía a un proceso de purificación denominado PSA. El PSA es la parte de la unidad que se encarga de purificar el H2 para poder enviarlo a la red de H2 de refinería. Con ello se consigue separar el H2 del CO2 y el resto de componente minoritarios.