Post on 06-Jul-2015
Minyak Bumi
Minyak Bumi atau Petroleum (petrus dan oleum), dijuluki jugasebagai emas hitam.
Minyak Bumi adalah cairan kental, coklat, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapaarea di kerak bumi.
Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks berbagaihidrokarbon.
PENGOLAHAN MINYAK BUMI
PENGOLAHAN PRIMER
Destilasi
PENGOLAHAN SEKUNDER
Cracking
Polimerisasi
Isomerisasi
Alkilasi
Reforming
CRACKINGPengertian Cracking :
Cracking/Perengkahan adalah reaksi
pemecahan senyawa hidrokarbon
molekul besar menjadi molekul-molekul
yang lebih kecil oleh aplikasi panas dan
tekanan dengan atau tanpa
menggunakan katalis untuk
mendapatkan berbagai produk bahan
bakar
Cracking Terdiri Dari :
Thermal Cracking
Catalytic Cracking
Hydro Cracking
Tujuan Cracking :
Mendapatkan produk yang di inginkan
Memperbaiki mutu suatu produk
Thermal Cracking (Perengkahan Thermal)
Suatu proses pemecahan rantai
hydrocarbon dari senyawa rantai
panjang menjadi hydrocarbon
dengan rantai yang lebih kecil
dengan penggunaan suhu tinggi
dan tekanan yang rendah
Bertujuan untuk mendapatkan fraksi
minyak bumi dengan boiling range
yang lebih rendah dari feed
(umpannya). Dalam proses ini
dihasilkan: gas, gasoline (naphtha), gas
oil (diesel), residue atau coke. Feednya
dapat berupa gas oil atau residu
Proses Thermal Cracking
Proses thermal cracking terhadap petroleum fraksi berat dan residue dilakukan
pada suhu tinggi antara sekitar sampai dengan 730oC (851 °F – 1346 °F) pada
tekanan sampai 1000 psig.
Proses Thermal CrackingSetelah mengalami pemanasan awal dan ditampung dalam akumulator, proses
pemanasan selanjutnya dilakukan dalam suatu furnace (dapur) sampai mencapai
temperatur rengkahnya. Keluar dari furnace, minyak yang sudah pada suhu rengkah
tadi dimasukkan dalam suatu soaker, yaitu suatu alat berbentuk drum tegak yang
berguna untuk memperpanjang reaksi perengkahan yang terjadi. Selanjutnya hasil
perengkahan dimasukkan kedalam suatu menara / kolom pemisah (fractionator)
dimana berikutnya akan dipisahkan masing-masing fraksi yang dikehendaki. Ada
juga bagian yang dikembalikan lagi untuk direngkah lebih lanjut yang disebut
recycle stock. Contoh reaksi-reaksi pada proses cracking adalah
Catalytic CrackingMerupakan metode perengkahan dengan penggunaan
katalis. Katalis yang digunakan biasanya SiO2 atau Al2O3
bauksit. Reaksi dari perengkahan katalitik melalui
mekanisme perengkahan ion karbonium. Mula-mula katalis
karena bersifat asam menambahkan proton ke molekul olefin
atau menarik ion hidrida dari alkana sehingga menyebabkan
terbentuknya ion karbonium. Selama proses ini, kereaktifan
berkurang, oleh karena itu lebih stabil.
Catalytic Cracking
• Catalytic cracking digunakan untuk mengubah titik didih tinggi, molekulbesar hidrokarbon fraksi berat dari minyak bumi mentah menjadi bensindengan nilai lebih berharga, menghasilkan gas olefin, dan produk lainnya.catalytic cracking menghasilkan bensin lebih baik dengan nilai oktan yanglebih tinggi. Hal ini juga menghasilkan gas produk sampingan yang lebihseperti olefin. Sehingga lebih menguntungkan.
Proses Catalytic cracking
1. Bahan baku panjang rantai hidrokarbon dicampur dengan katalis panas
dan menguap.
2. Uap / campuran bubuk dibawa ke reaktor dimana reaksi perengkahan
terjadi Siklon
3. Ekstrak uap hidrokarbon retak dan menyebarkannya ke kolom fraksionasi
mana difraksinasi, gas minyak bumi dan bensin menghasilkan minyak gas
ringan,minyak gas menengah dan minyak gas berat.
4. Sementara itu menghabiskan katalis dicampur dengan uap dan dibawa
dalam arus udara panas untuk regenerator katalis mana itu dibersihkan
dan didaur ulang
5. Limbah gas ditarik off dan dibuang.
KatalisSifat-sifat yang diinginkan dari suatu katalis adalah:
Stabilitas yang baik terhadap suhu tinggi dan menjadi uap
Aktivitas tinggi
Besar ukuran pori
Ketahanan gesekan
Rendah kokas produksi
URAIAN PROSES CRACKING (contoh pada etana)
Reaksi perengkahan etana berlangsung secara endotermik dalam tungku pirolisa. Panas reaksi
diambil dari campuran bahan bakar gas metana dan hidrogen yang merupakan produk samping.
adapun reaksi perengkahan etana secara sederhana adalah sebagai berikut :
C2H6 ------ C2H4 + H2
selanjutnya dilakukan pendinginan secara tiba-tiba oleh Quencher (EQ). di unit pendingin ini
dihasilkan uap bertekanan tinggi (saturated steam) yang nantinya digunakan di unit cracking,
reboiler, deethanizer dan C2-splitter.
Pemisahan produk dari hasil sampingnya juga dilakukan secara bertahap meliputi proses
absorpsi, adsorbsi dan distilasi. Absorber yang memisahkan hidrokarbon gas terhadap
hidrokarbon cari dalam alirannya dengan media pencuci air. aliran hidrokarbon cair (fuel Oil)
dan air keluar dari dasar menara, sedangkan aliran hidrokarbon gas keluar dari atas lalu masuk ke
unit kompresi (K-01), setelah itu diteruskan ke unit pencucian dengan kaustik (kaustik tower)
dilakukan pemisahan gas CO2 dengan cara mereaksikan dengan NaOH.
gas keluar Unit pencuci kaustik masuk ke kompresor (K-01) untuk di kompres lagi
sebelum masuk ke unit Adsorpsi. Adsorber (AD-01) memisahkan air yang terkandung
dalam aliran hidrokarbon gas. gas keluar adsorber masuk ke dalam prechiller (EC-01)
sehingga masuk ke unit pemisah distilasi 1 dalam fasa cair.
Unit pemisah distilasi adalah deethanizer (C-01) yang memisahkan fraksi C1 dan C2
terhadap fraksi C3. produk dasar menara distilasi dipisahkan sebagai produk samping
untuk bahan bakar, sedangkan produk puncak menara masuk ke reaktor asetilen (R-01).
asetilen dikonversikan menjadi etilen dengan bantuan katalis palladium dalam Fixed
Bed Reaktor (R-01).
sebelum masuk ke unit pemisahan berikutnya, dilakukan penurunan temperatur (EC-03)
dan penurunan tekanan (E-01) terhadap aliran gas. hidrokarbon keluar expander terdiri
dari dua fasa yaitu fasa cair dan gas. unit pemisah berikutnya adalah demethanizer (FD-
01) yang memisahkan fraksi gas CH4 dan H2 dari fraksi cair C2. produk diatas menara
dipisahkan sebagai produk samping berupa bahan bakar metana dan hidrogen yang
digunakan pada unit perengkahan. produk bawah masuk ke unit pemisah distilasi II (C-
02).
Unit pemisah distilasi II adalah C2-splitter (C-02) yang memisahkan etilen sebagai
produk atas dan etena sebagai produk bawah yang didaur ulang sebagai umpan di Unit
cracking.
Teori Hydrocracking
Hydrocracking merupakan proses mengubah umpan berupa minyak berat menjadiproduk-produk minyak yang lebih ringan dengan kehadiran hydrogen denganbantuan katalis dan menggunakan tekanan tinggi (hingga 100 s/d 200 kg/cm²;umumnya 175 kg/cm²) dan temperatur medium (290 s/d 454 C).
Catalyst yang digunakan berbasis silica alumina dengan kombinasi nikel,molybdenum, tungsten.
Feed hydrocracking yang umum adalah heavy atmospheric gas oil, heavy vacuum gasoil, catalytically gas oil, atau thermally cracked gas oil.
Reaksi yang terjadi pada proses hydrocrackingadalah :
Reaksi utama :
Hydrogenasi PNA (PolyNucleic Aromatic)
Ring opening dan pemisahanrantai samping
Reaksi cracking paraffine
Reaksi lain :
Isomerisasi (Senyawa cincin, rantaisamping, paraffine)
Penjenuhan olefin
Penghilangan sulfur, nitrogen, oksigen
Konversi polynaphthene dan PNA
Akumulasi parafin di unconverted oil/UCO
Bersamaan dengan proses hydrocracking, impurities yang terkandung dalam feed,seperti senyawa sulfur, nitrogen, oksigen, halide, dan metal juga dihilangkan . Selainitu senyawa olefin juga dijenuhkan.
Urutan kemudahan reaksi yang terjadi di hydrocracking adalah sebagai berikut (mulaidari yang paling mudah hingga yang paling susah) :
Penghilangan logam
Penjenuhan olefin
Penghilangan sulfur
Penghilangan nitrogen
Penghilangan oksigen
Penjenuhan cincin (heteroaromatic → multiring aromatic → monoaromatic)
Cracking naphthene (multiring naphthene → mono naphthene)
Cracking parafin
Urutan reaksi hydrocracking pada reaktor hydrocracker adalah sebagai berikut :
Katalis Hydrocracking
Catalyst Properties
Katalis yang digunakan dalam proses hydrocracking adalah bi-functional catalyst (mempunyai dua fungsi, yaitu metal function dan acid function).
Berkaitan dengan katalis hydrocracking, dikenal istilah supports dan promoters.
Supports – menyediakan acid function
• Amorphous
• Zeolite
Promoters – menyediakan metal function
• Grup VI A (Mo/Molybdenum, W/Tungsten)
• Grup VIII A (Co/Cobalt, Ni/Nikel, Pd/Palladium, Pt/Platinum)
Catalyst Sulfiding
Proses sulfiding adalah proses injeksi senyawa sulfide ke dalam system reactorsehingga bentuk metal oksida dari katalis akan bereaksi dengan senyawasulfide dan berubah menjadi metal sulfide.
Pelaksanaan proses sulfiding dapat dilakukan dengan 2 cara/metode, yaitu in-situ sulfiding atau ex-situ sulfiding.
Sulfur balance selama proses sulfiding adalah sebagai berikut :
Catalyst Loading
Loading katalis hydrocracker dilakukan dengan 2 macam metode, yaitu dense loading dan sock loading.
Catalyst Unloading
Sebelum dilaksanakan unloading katalis, agar pelaksanaan unloading dapat dilaksanakan dengan lancar, maka saat shutdown dilakukan proses sweeping terlebih dahulu.
Catalyst Skimming
Catalyst skimming adalah mengambil sejumlah katalis bagian atas yang banyak mengandung impurities/coke.
Pelaksanaan catalyst skimming harus dilakukan secara inert dengan menggunakan nitrogen
Kinerja Katalis
Kinerja katalis dapat diketahui atau diukur dengan beberapa parameter sebagai berikut :
Peak temperature
ΔT reaktor
ΔP (pressure drop) reaktor,
Jumlah produk gasoline ataupun middle distillate (kerosene atau diesel).
Radial temperature difference
Deaktivasi Katalis
Deaktivasi katalis atau penurunan aktivitas katalis dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu :
Umur katalis
Akumulasi senyawa ammonia pada katalis
Coke
Keracunan logam
Kandungan air dalam katalis
Severity operasi
Regenerasi Katalis
Regenerasi katalis yaitu proses penghilangan karbon, nitrogen, dan sulfur dari permukaan katalis dengan cara pembakaran.
Regenerasi katalis dapat dilakukan secara in-situ (dilakukan di dalam hydrocracking plant) atau secara ex-situ (dilakukan diluar hydrocracking plant oleh vendor regenerasi katalis).
Feed, Produk, dan Margin Hydrocracking
UMPAN
• Naphtha
• Kerosene
• Straight run diesel
• Atmospheric gas oil
• Natural gas condensates
• Vacuum gas oil
• Deasphalted oils dan demetalized oils
• Catalytically cracked light cycle oil
• Catalytically cracked heavy cycle oil
• Coker distillate
• Coker heavy gas oil
PRODUK Propane dan butane (LPG)
Naphtha
Naphtha dan/atau jet fuel
Naphtha, jet fuel dan/atau distillates
Naphtha
Naptha, jet fuel, distillates, lube oils
Naptha, jet fuel, distillates, lube oils
Naphtha
Naphtha dan/atau distillates
Naphtha
Naphtha dan/atau distillates
Aliran Proses Hydrocracking
Umpan
Hydrocarbon berat molekul tinggi
Kandungan Sulfur, Nitrogen, Oksigen tinggi
Senyawa hydrocarbon tidak jenuh
Catalytic Hydrogenation
Process Cracking
Produk
Kandungan Sulfur, Nitrogen, Oksigen rendah
Senyawa hydrocarbon jenuh (isoparaffine, naphthene)
High yields (C4+ ~ 125%; C5+ ~ 110%)
Hydrocarbon berat molekul rendah
Variabel Proses Hydrocracking
Fresh feed quality
Fresh Feed Rate atau LHSV (Liquid Space Velocity)
Combined Feed Ratio (CFR)
Hydrogen Partial Pressure
Hydrogen to Hydrogen Ratio (H2/HC Ratio)
Kualitas Make Up Hydrogen
Temperatur
Katalis
Wash Water Injection
TERIMA KASIH