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Revolutionizing Olefin Production with the electric High Mach Steam Cracking Reactor

Description du projet

Solution de production d’électricité et de chaleur pour une industrie chimique durable et efficace

Des innovations et des solutions inédites sont nécessaires pour transformer l’industrie et d’autres secteurs afin de parvenir aux objectifs de décarbonation, du pacte vert pour l’Europe et de l’accord de Paris. L’industrie chimique joue un rôle crucial dans les chaînes de production de divers secteurs et industries. Toutefois, la transition vers des solutions plus écologiques et plus durables s’est avérée difficile en raison des coûts et des difficultés de fabrication des éléments de base nécessaires. Le projet e-CRACKER, financé par le CER, vise à transformer l’industrie chimique en développant une solution de chauffage par ondes de choc, permettant une production d’oléfines légères plus efficace et plus durable. Le projet prévoit la recherche, le développement et la démonstration des technologies durables, efficaces et flexibles requises.

Objectif

Power to heat (P2H) is expected to be the first type of electrification that will drastically transform the chemical industry. This holds in particular for producing its major building blocks: the 300 Mt/yr light olefins via steam cracking at more than 800°C. e-CRACKER will implement P2H by so-called shockwave heating, enabling an increase in temperature to >1000°C in 10 ms, an order of magnitude faster than the current furnace-based technology in a revolutionary High-Mach reactor. When combined with insight in the pressure-dependence of the cracking chemistry this will allow to avoid undesired side reactions and to increase olefin yields of ethane and plastic waste derived naphtha cracking by 10 wt.% compared to yield gains of 0.1 wt.%, at best, when applying alternative P2H such as resistive heating.
e-CRACKER will:
1. generate new fundamental understanding of shock wave heating and kinetics under sub- and supersonic conditions;
2. demonstrate the practical applicability of an open-source, high fidelity Multiscale Modeling platform in combination with finite rate chemistry for turbulent reacting and rotating flows;
3. develop a compact, energy-efficient, electrified High-Mach reactor generating shockwaves and minimizing side products by avoiding back-mixing;
4. pave the way to avoid more than 200 Mt CO2/yr emissions with a scalable, flexible, step-by-step implementable technology driven by renewable electricity.
Starting from fundamental local and global (non-)reactive data collection (WP1), and a high-fidelity open source Multiscale Modeling framework (WP2) novel 3D reactors will be designed in silico using advanced optimization (WP3). The power of the approach will be demonstrated in a 3D-printed High-Mach reactor, which, by operating under unconventional cracking conditions (lower pressures and faster heating) achieves yield increases of more than 10 wt% (WP4), contributing in a decisive way to the transition of the chemical industry.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSITEIT GENT
Contribution nette de l'UE
€ 2 496 000,00
Adresse
SINT PIETERSNIEUWSTRAAT 25
9000 Gent
Belgique
Région
Vlaams Gewest Prov. Oost-Vlaanderen Arr. Gent
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 496 000,00

Bénéficiaires (1)