Katalysatoren im Reforming-Prozess

Reforming ist ein Prozess, bei dem Kohlenwasserstoffe wie Erdgas, Propan, Butan oder Teere in Synthesegas umgewandelt werden, das hauptsächlich aus Wasserstoff (H₂) und Kohlenmonoxid (CO) besteht.

Dampfreformierung in der Chemie
Die Dampfreformierung ist ein großtechnisches Verfahren zur Herstellung von Synthesegas aus Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Erdgas (Steam Methane Reforming, SMR). Dabei werden die CH-Bindungen des Methanmoleküls (CH₄) und die OH-Bindungen des Wassermoleküls (H₂O) auf der Oberfläche eines Nickel-Katalysators wie ReforMax® 330 bei hohen Temperaturen zwischen 700 und 1000 °C aktiviert. Die dadurch gebildeten aktiven Spezies reagieren an der Katalysatoroberfläche und erzeugen die Produkte CO und H₂.

Autotherme Reformierung
Durch den Einsatz von Sauerstoff (O₂) anstelle von Dampf kann ein Nickel-Katalysator wie ReforMax® 330 auch in der autothermen Reformierung verwendet werden. Dabei kann statt Erdgas auch Naphtha mit Dampf zu Synthesegas umgesetzt werden, wobei ein Prereforming-Katalysator wie ReforMax® 100 vorgeschaltet wird. In Ammoniakanlagen wird das nach der Dampfreformierung erhaltene Synthesegas mit zusätzlicher Luft in einer sekundären Reformierung und dem Katalysator ReforMax® 410 zu N₂-haltigem Synthesegas umgewandelt.

Endogas bei der Stahlherstellung
In der Stahlindustrie wird zur Oberflächenhärtung von Stahl ein N₂-haltiges Synthesegas, das sogenannte Endogas, erzeugt. Dies geschieht durch die partielle Oxidation von Erdgas mit Luft und dem Katalysator ReforMax® 117 in Endogas-Generatoren von Wärmebehandlungsöfen. Wird das Luft-zu-Erdgas-Verhältnis erhöht, entsteht mit dem gleichen Katalysator im unterstöchiometrischen Bereich ein exotherm erzeugtes Gas, das als Exogas bezeichnet wird.

Wasserstoff-Herstellung
Wasserstoff wird üblicherweise durch Dampfreformierung von Erdgas und anschließender CO-Konvertierung des Synthesegases erzeugt. An Orten ohne Zugang zu Erdgas kann Wasserstoff alternativ auch durch Dampfreformierung von Methanol mit dem Katalysator ReforMax® M hergestellt werden.

Neuerungen
Eine vielversprechende Alternative zur herkömmlichen Wasserstoffproduktion aus Erdgas ist der sogenannte Sorption-Enhanced Reforming-Prozess. Hierbei wird mit dem fluidisierbaren Dampfreformierungskatalysator C&CS #1050 in Kombination mit einem CO₂-Adsorbens Wasserstoff erzeugt – und das bei deutlich reduzierten CO₂-Emissionen.