“Kraken” of “stoomkraken” is een verzamelnaam voor verschillende scheikundige processen waarbij aardolieproducten worden verwerkt. Bij stoomkraken wordt de grondstof gemengd met hete stoom en in een oven verhit tot 800–1.100 °C. Binnen milliseconden worden de moleculen ‘gekraakt’. Directe koeling stopt de reactie, waarna het gas wordt gecomprimeerd en via zuivering en scheiding in waardevolle producten wordt omgezet. Regelmatig is ontkoken nodig om cokesafzetting te verwijderen. Stoomkrakers vormen het kloppend hart van de chemische industrie. Ze zetten grotere koolwaterstoffen, zoals ethaan of nafta, om in basischemicaliën zoals etheen en propeen – de bouwstenen voor talloze producten, van kunststoffen tot farmaceutische stoffen. Het proces is complex, vervuilend en energie-intensief en stelt hoge eisen aan de gebruikte componenten, waaronder afsluiters.
Valve toepassingen
Afsluiters spelen in alle procesfasen een sleutelrol:
- Grondstof- en stoomregeling: Meerdere regelkleppen zorgen voor een nauwkeurige en stabiele toevoer.
- Brandstoftoevoer: Snel reagerende kleppen met redundantie waarborgen de veiligheid.
- Transfer- en ontkookleidingen: Schuifafsluiters met ‘through conduit’-ontwerp voorkomen terugstroming en cokesopbouw.
- Overige systemen: Kleppen voor ketelvoedingswater, zuurgasabsorbers, drogers, destillatie en stoomontluchting, plus lijnafsluiters en vergrendelingen voor onderhoudsveiligheid.
Verduurzamen: elektrificatie als doorbraak
Traditioneel worden stoomkraakovens met fossiele brandstoffen verhit, wat grote hoeveelheden CO2 uitstoot. BASF, SABIC en Linde ontwikkelden daarom de eerste grootschalige demonstratie-installatie voor elektrisch verwarmde stoomkraakovens (eFurnace), geopend in april 2024 in Ludwigshafen. Doel: de CO2-uitstoot met minstens 90% reduceren ten opzichte van conventionele technologieën, inclusief Scope 1-, 2- en relevante Scope 3-emissies. In de eFurnace worden twee concepten getest:
- Directe verwarming: elektrische stroom rechtstreeks naar de procesleidingen.
- Indirecte verwarming: stralingswarmte van elektrische elementen rondom de leidingen.
Het project draait op duurzame energie uit wind, zon en waterkracht, met steun van het Duitse federale ministerie van Economische Zaken en Klimaatactie (€14,8 miljoen) en het Europese NextGenerationEU-programma.
Innovaties zoals de eFurnace en experimentele e-cracking units maken de weg vrij voor een klimaatneutrale chemische industrie. Maar ongeacht de energiebron geldt: hoogwaardige afsluiters blijven onmisbaar voor de veiligheid, betrouwbaarheid en efficiëntie van stoomkrakers.
Eerste stap richting elektrische kraker
Ook in Nederland wordt aan elektrificatie gewerkt. Op de Energietransitie Campus Amsterdam opende in juni 2024 een consortium van Shell, Dow, TNO en ISPT een experimentele elektrische kraakoven. Deze unit, mogelijk gemaakt door €3,5 miljoen subsidie uit het MOOI-programma van de overheid (Missiegedreven Onderzoek, Ontwikkeling en Innovatie), moet cruciale data opleveren voor de bouw van een multimegawatt-pilotplant in 2025.
Het project onderzoekt twee routes: het elektrificeren van bestaande stoomkrakers én het vanaf nul ontwerpen van volledig elektrische installaties. Hierbij komen tal van technologische uitdagingen kijken, zoals het razendsnel opwarmen en afkoelen van het reactiemengsel, het garanderen van temperatuuruniformiteit en het compenseren van de energie die normaal wordt geleverd door verbranding van restgassen.
Verbund-concept voor efficiëntie
BASF’s ‘Verbund’-locaties verbinden fabrieken, energiestromen en logistiek slim met elkaar. Bijproducten van het ene proces dienen als grondstof voor een ander, en restwarmte wordt hergebruikt. Dit minimaliseert energieverbruik, emissies en kosten.
Afsluiters blijven onmisbaar
Innovaties zoals de eFurnace en experimentele e-cracking units maken de weg vrij voor een klimaatneutrale chemische industrie. Maar ongeacht de energiebron geldt: hoogwaardige afsluiters blijven onmisbaar voor de veiligheid, betrouwbaarheid en efficiëntie van stoomkrakers.
Bronnen:
https://valve-world.net/valves-essential-for-safe-reliable-and-efficient-steam-cracking/
https://www.basf.com/nl/nl/who-we-are/change-for-climate/a-green-engine-for-chemistry
https://www.vnci.nl/chemie-magazine/actueel/artikel/eerste-stap-richting-elektrische-kraker
