El hidrógeno se considera como la fuente de energía mas eficiente, no contaminante, abundante y de costo aceptable en el futuro inmediato. El hidrógeno gaseoso es un combustible extraordinariamente limpio debido a que la energía química almacenada en el enlace H-H se libera cuando se combina con el oxígeno del aire produciendo sólo agua como producto de la reacción. Aunque el hidrogeno puede producirse por reformado de metano, nafta, residuos de petróleo y carbón, la mayor relación atómica H/C en el metano con respecto a otros combustibles, hacen del gas natura la materia prima por excelencia para fabricar hidrógeno.

Específicamente, la metodología mas extendida de producción de gas de síntesis (H2 +CO) es el reformado con vapor de agua conforme a las sig reacción.

CH₄(g)+ H₂O(g) ---- CO(g)+ 3H₂(g)

CO(g) + H₂O(g )----- CO2(g) + H2(g)

Se le contratará a usted como ingeniero para que determine las mejores condiciones de presión , temperatura y relación molar de alimentación, que conduzca a una relación H2/CO lo más cercana a 2,5. Adicionalmente se le pide que determine cual es la cantidad de calor asociado a estas condiciones encontradas.

Información adicional

El rango de temperatura y presión en el reactor están respectivamente entre 1000 y 1300 K y 10 y 30 bar.

En miras a reducir la formación de carbón se ha fijado una relación molar de alimento vapor de agua/ metano superior a 1.5.

Haga los cálculos considerando que el sistema de reacción es real y que el comportamiento de la fase gaseosa puede ser representado por una ecuación tipo Peng- Robinson. Para iniciar los cálculos suponga que el comportamiento de la mezcla gaseosa puede aproximarse al ideal.