Shell Moerdijk krijgt een ander aanzicht. Zestien oude fornuizen worden vervangen door acht nieuwe exemplaren. Ook zullen vier schoorstenen verdwijnen. De ombouw-operatie levert indrukwekkende beelden op: van een imposante ringkraan, één van de grootste ter wereld. En van enorme onderdelen die met uiterste precisie op hun plaats worden gehesen, te midden van draaiende fabrieken. Deze kolossale operatie dient een belangrijk doel: het verhogen van de efficiency van het kraakproces en het verminderen van de CO2-emissie.
Jacqueline van Gool
Elektrisch kraken, dat is de heilige graal waarnaar de petrochemische industrie streeft. Als elektrische kraakovens de energie-intensieve kraakfornuizen vervangen – en draaien op duurzame elektriciteit – kan de CO2-uitstoot met grote hoeveelheden worden teruggedrongen. Maar zo simpel als het klinkt, is het niet. Aan de ene kant zijn er technische uitdagingen, aan de andere kant is de beschikbaarheid van voldoende (groene) stroom nu nog een groot vraagteken. Elektrisch kraken is daarom vooralsnog toekomstmuziek. Voorlopig zullen grootschalige krakers nog gewoon worden verwarmd met brandstofgestookte fornuizen. Echter, de ontwikkeling van technologie die traditionele krakers efficiënter maakt, staat niet stil. Grote bedrijven investeren wel degelijk in het optimaliseren van gestookte kraakprocessen.
[vc_empty_space][vc_column_text]Wilco Voogdt:
‘We hebben veel geleerd van het vervangen van het eerste fornuizenpaar.’
[/vc_column_text][vc_empty_space][vc_row][vc_column][vc_column_text]
Beschikbare ruimte
Nieuwe installaties – al zijn die in Europa niet heel dik gezaaid – kunnen gebruikmaken van state-of-the-art technologie. Een in het oog springend voorbeeld daarvan is Project One van Ineos in Antwerpen. De nieuwe ethaankraker van Ineos is ontworpen om de best in class te zijn. Bij het ontwerp heeft het bedrijf maximaal ingezet op warmte-integratie en heeft het rekening gehouden met mogelijke toekomstige aanpassingen, bijvoorbeeld het gebruik van waterstof en het afvangen van CO2.
In bestaande krakers zijn de vrijheden een stuk beperkter. De gemiddelde Europese kraker is ruim vijftig jaar oud en verweven met en omringd door andere installaties. Toch zoeken bedrijven binnen de beschikbare ruimte naar manieren om de processen te optimaliseren en de sites concurrerend te houden.
Zo ook op het Shell Chemicals Park in Moerdijk. ‘Al sinds begin jaren zeventig vormt de kraker het hart van onze site in Moerdijk. Zestien van de twintig kraakfornuizen stammen uit de begintijd van deze locatie. Deze zijn aan vernieuwing toe’, vertelt Wilco Voogdt. Hij is eindverantwoordelijk voor het Skyline project van Shell in Moerdijk, waarbij de zestien oudste fornuizen plaatsmaken voor acht nieuwe fornuizen. ‘De totale capaciteit van de kraker blijft hetzelfde, maar de nieuwe installaties zijn een significante verbetering voor wat betreft energieverbruik en emissies. Na ingebruikname zal het totale energieverbruik van de kraker met tien procent worden gereduceerd, wat zal resulteren in een emissiereductie van de site Moerdijk met tien procent. Bovendien kunnen we een slag maken op het gebied van onderhoud, omdat het aantal installaties wordt teruggebracht.’
Warmte terugwinnen
De nieuwe fornuizen zijn groter dan de oude installaties. ‘Een fornuis bestaat uit een kraak- en een convectiesectie. Het convectiegedeelte, waar de warmte-uitwisseling plaatsvindt, wordt een stuk hoger dan bij de oude installatie. Hierdoor kunnen we meer warmte terugwinnen. De rookgassen koelen af van tweehonderd tot ongeveer honderd graden Celsius. Deze teruggewonnen warmte gebruiken we weer in het proces.’ Ook het stoomverbruik kan worden gereduceerd. ‘Om goed te kunnen kraken, voegen we stoom aan de voeding toe. In de nieuwe opstelling is minder van deze verdunningsstoom nodig. Dit zorgt ook voor een reductie van de energiebehoefte.’
Als onderdeel van de vernieuwing van de fornuizen worden ook geavanceerdere materialen toegepast. Zo worden de buizen waarin het kraakproces plaatsvindt, vervangen door een ander materiaal dat langer meegaat. Dit heeft als voordeel dat het onderhoudsinterval van een fornuis aanmerkelijk wordt verlengd.
Ook zijn de acht nieuwe fornuizen identiek aan elkaar, en ontworpen met het oog op de grondstoffentransitie in de toekomst: ‘De nieuwe fornuizen zijn geschikt om een maximale productrange te kunnen verwerken. Zo zijn ze al geschikt voor pyrolyse-olie (eindproduct van chemisch gerecycled plastic, red.) uit de pyrolyse-upgrader die we hier op Moerdijk bouwen’, vertelt Voogdt.
[vc_empty_space][vc_column_text]Wilco Voogdt:
‘Elektrisch kraken is echt nog lang geen realiteit.’
[/vc_column_text][vc_empty_space][vc_row][vc_column][vc_column_text]
Kleine ruimtes
Skyline is geen nieuwbouw- maar een ombouwproject. ‘De kraaksectie van acht van de zestien fornuizen blijft staan, die wordt hergebruikt. Alleen de convectiesectie wordt vervangen door een grotere installatie’, vertelt Voogdt. Het is een ingewikkelde operatie. De ruimtes waarin wordt gewerkt, zijn klein en het equipment dat moeten worden ingepast, is groot. En daarbij blijft de kraker gewoon draaien. ‘Daarom bouwen we de fornuizen gefaseerd om. We hebben het eerste fornuizenpaar vervangen en het eerste nieuwe fornuis in gebruik genomen. We hebben veel geleerd van het vervangen van het eerste fornuizenpaar. Omdat je in kleine ruimtes werkt, moet je goed plannen welke werkzaamheden je eerst uitvoert en bijvoorbeeld welke piping je eerst gaat inbrengen. Voor het einde van 2025 kunnen we het project afronden.’
Ringkraan
Omdat de kraker in bedrijf blijft en de productie op de site niet wordt stilgelegd voor de werkzaamheden aan de fornuizen, besloot Shell om de onderdelen modulair offsite te bouwen. ‘Zo hebben we een miljoen manuren op de site minder. Dat is vooral belangrijk met het oog op de veiligheid. Maar daarnaast hebben we in Nederland ook te maken met een schaarste aan technische mensen. Daarom is het voor Shell aantrekkelijker om de installaties in het buitenland te laten bouwen.’
Voogdt benadrukt dat deze manier van werken niet per se goedkoper is: ‘Denk aan het vervoer van de installaties en aan het inhijsen van de nieuwe fornuisonderdelen op de site. We hebben hiervoor samen met Mammoet een speciale ringkraan – een van de grootste ter wereld – op de site moeten installeren. Hiervoor hebben we ook speciaal een fundering moeten aanleggen.’
Vergroeningsplan
Het vervangen van de kraakfornuizen maakt deel uit van het vergroeningsplan voor de site in Moerdijk. Zo worden stoomturbines waar dat kan vervangen door elektromotoren. Eerder, in 2019, verving Shell tijdens een grote stop de stoomaandrijving van de MSPO-1-fabriek door een elektrische aandrijving. Dit zorgde op jaarbasis voor een CO2-reductie van 13.000 ton. ‘Maar elektrisch kraken is echt nog lang geen realiteit’, geeft Voogdt aan. Hoewel verschillende partijen op het gebied van elektrificatie belangrijke stappen zetten – Shell werkt sinds 2020 samen met Dow aan e-cracking technologie – zal het nog wel wat jaren duren voordat de eerste elektrische krakers realiteit zijn. De kraker op de site in Moerdijk wordt klaargemaakt voor de meer nabije toekomst.
[/vc_column_text][vc_empty_space][/vc_column][/vc_row][vc_row full_width=”stretch_row” parallax=”content-moving” css=”.vc_custom_1649703092283{padding-top: 20px !important;padding-right: 20px !important;padding-bottom: 20px !important;padding-left: 20px !important;background-color: #f4e5c3 !important;background-position: center !important;background-repeat: no-repeat !important;background-size: contain !important;border-radius: 2px !important;}”][vc_column][vc_column_text]
IMPROOF: minder coke-vorming en verbeterde kraakefficiency
[/vc_column_text][vc_column_text]Het verbeteren van de efficiency van krakers was ook het doel van het Europese project IMPROOF dat tot 2020 liep. Hieraan werkte onder andere Dow Benelux mee. In dit project onderzochten verschillende partijen hoe ze de vorming van coke op de reactorwand van krakers konden reduceren. Coke-vorming zorgt voor een slechtere warmte-overdracht en daardoor een hogere energieconsumptie. Door geavanceerde materialen te gebruiken voor de warmtewisselaars, verbeterde ontwerpen en procesregeling, is de warmte-overdracht meer uniform. Door het gebruik van speciale coatings kon de energieconsumptie nog verder worden verbeterd.
[/vc_column_text][vc_empty_space][vc_column_text][vc_empty_space][vc_row full_width=”stretch_row” parallax=”content-moving” css=”.vc_custom_1649703092283{padding-top: 20px !important;padding-right: 20px !important;padding-bottom: 20px !important;padding-left: 20px !important;background-color: #f4e5c3 !important;background-position: center !important;background-repeat: no-repeat !important;background-size: contain !important;border-radius: 2px !important;}”][vc_column][vc_column_text]
[/vc_column_text][vc_column_text]
[/vc_column_text][vc_empty_space][vc_column_text]Dit artikel is gepubliceerd in Petrochem 2024-02 (24/4/2024)[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]