Die partielle Oxidation (POX) ist eine exotherme Umwandlung von h?heren Kohlenwasserstoffen (z.B. Alt?le, schweres Heiz?l) mit Sauerstoff. Die Reaktion kann mit einem Katalysator ablaufen (Catalytic Partial Oxidation) oder ohne Katalysator ablaufen (Thermal Partial Oxidation). Bei Verzicht auf einen Katalysator sind die Reaktionstemperaturen im Bereich von 1300°C bis 1500°C, also deutlich h?her als bei der Dampfreformierung. Mit Katalysator liegen die Reaktionstemperaturen bei 800°C bis 900°C.

Welche der beiden Verfahren genutzt wird, h?ngt vom Schwefelanteil ab. Liegt der Schwefelanteil unter 50 ppm kann die Catalytic Partial Oxidation genutzt werden, bei einem h?heren Schwefelanteil würde der Katalysator zu stark vergiften.

Die Reaktionsgleichung des POX-Verfahrens ist:

$$ C_{n} H_{m}+n O_{2} \rightarrow n C O+\frac{m}{2} H_{2} $$

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Die bei der Reaktion freiwerdende Standardreaktionsenthalpie ist:

$$ \Delta_{R} h^{\theta}<0 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} $$

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Einen gro?en Einfluss auf die Energiebilanz der Reaktion nimmt dabei der Oxidator O₂, was an der Reaktion mit Methan und Ethanol gezeigt werden kann. Wenn der Sauestoffanteil oder die Luftmenge erh?ht wird, kann die gewonnene Reaktionsw?rme ebenso erh?ht werden.

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Methan:

$ \mathrm{CH}_{4}+0,5 \mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{CO}+2 \mathrm{H}_{2} \Delta_{\mathrm{R}} \mathrm{h}^{-}=-36 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} $

$ \mathrm{CH}_{4}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{CO}+2 \mathrm{H}_{2} \quad \Delta_{\mathrm{R}} \mathrm{h}^{-}=-319 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} $

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Ethanol:

$ \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}+0,5 \mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{CO}+3 \mathrm{H}_{2} \quad \Delta_{\mathrm{R}} \mathrm{h}^{-}=14 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} $

$ \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{CO}_{2}+\mathrm{CO}+3 \mathrm{H}_{2} \quad \Delta_{\mathrm{R}} \mathrm{h}^{-}=-158 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} $

$ \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}+1,5 \mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{CO}_{2}+3 \mathrm{H}_{2} \Delta_{\mathrm{R}} \mathrm{h}^{-}=-552 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} $

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Vorteile:

• Kurze Startzeit zum Anlaufen der Reaktion

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Nachteile:

• Gefahr der ?berhitzung bzw. der lokalen ?berhitzung innerhalb des Reaktors, was zu einer Beeintr?chtigung der Reaktionsprozesse und zur Zerst?rung des Katalysators führen kann
• Steuerung ist komplexer als bei der Dampfreformierung
• Falls Luft statt reinem Sauerstoff eingesetzt wird, wird der Umsetzungsgrad und damit der Wasserstoffertrag negativ beeinflusst
• Wasserstoffausbeute ist geringer als bei der Dampfreformierung