Multi-Scale Modeling of 3D Reactor Technology for Reduced Coke Formation in Steam Cracking

Promovendus/a: David Van Cauwenberge

Promotor(en): prof. Kevin Van Geem, prof. Guy Marin

De grootschalige productie van basischemicaliën door het thermisch kraken van koolwaterstoffen ligt aan de grondslag van de chemische industrie. Een belangrijke economische factor in dit proces is de afzetting van een koolstofhoudende laag op de binnenwanden van de reactoren. Het gebruik van alternatieve reactorgeometrieën, zogenaamde 3D-technologie, is gericht op het reduceren van zowel de hoeveelheid als de impact van deze cokeslaag. Optimaal ontwerp van dergelijke technologie vereist het gebruik van computermodellen die zowel de turbulente stroming, warmteoverdracht en chemische reacties in deze reactoren accuraat kunnen voorspellen. Door de combinatie van microkinetische reactienetwerken met geavanceerde turbulentiemodellering, werd in dit werk een multischaal methode ontwikkeld met experimentele of numerieke validatie in elke stap. Tevens werd ingezet op de implementatie van nieuwe simulatieprocedures, die het gebruik van deze fundamentele methodes mogelijk maakten binnen de limitaties van de huidige rekencapaciteit. De resulterende methodes bereiken hierdoor een ongeëvenaarde accuraatheid bij de evaluatie en optimalisatie van alternatieve reactorontwerpen voor industriële toepassingen.