Erzeugung von Wasserstoff mittels katalytischer Partialoxidation ...

3 Aufgabenstellung und
Stand der Forschung
3.1 Problemstellung und Aufgabenstellung
Für die volle Ausschöpfung des Potentials der katalytischen Partialoxidation höherer
Kohlenwasserstoffe ist ein tiefgründiges Verständnis der am Katalysator ablaufenden
komplexen Prozesse erforderlich. Der Gesamtprozess setzt sich aus einer Vielzahl von
mehreren hundert Elementarschritten zusammen, die sowohl an der Katalysatoroberfläche,
als auch in der Gasphase ablaufen und zusammenfassend mit der globalen Reaktionsgleichung
(Gl. 1.1) beschrieben werden kann. Zudem spielen im Laufe der Umwandlung der Edukte im
Reaktor eine Vielzahl weiterer chemischer Prozesse wie beispielsweise die Totaloxidation
(Gl. 3.1), die Wasserdampfreformierung (Gl. 3.2), das thermische Cracken (Gl. 3.3), die
Wassergas‐Shift‐Reaktion (Gl. 3.4) oder die Methanisierung (Gl. 3.5 / 3.6) eine bedeutende
Rolle.
C x H y + (x + y / 4 ) O 2 → x CO 2 + ( y / 2 ) H 2 O Δ R H 0 (C 8 H 18 ) = – 5116 kJ/mol (3.1)
C x H y + x H 2 O → x CO + (x + y / 2 ) H 2 Δ R H 0 (C 8 H 18 ) = 1275 kJ/mol (3.2)
C x H y ‐CH 2 ‐CH 2 ‐C a C b → C x H y‐1 =CH 2 + CH 3 ‐C a C b Δ R H 0 (C 8 H 18 ) = 41,4 kJ/mol (3.3)
CO + H 2 O CO 2 + H 2 Δ R H 0 = – 40,4 kJ/mol (3.4)
CO + H 2 → CH 4 + H 2 O Δ R H 0 = – 250,1 kJ/mol (3.5)
C + H 2 → CH 4 Δ R H 0 = – 74,9 kJ/mol (3.6)
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