Cracking
-
Upload
hayatinufus1 -
Category
Documents
-
view
54 -
download
4
Transcript of Cracking
HAYATI NUFUS (114090010)
Proses Industri Kimia II
PROSES CRACKING
Cracking adalah proses penyulingan minyak bumi di mana berat-berat molekul
hidrokarbon dipecah menjadi molekul hidrokarbon cahaya oleh aplikasi panas dan tekanan
dengan atau tanpa menggunakan katalis untuk mendapatkan berbagai produk bahan bakar.
Cracking adalah salah satu cara utama di mana minyak mentah diubah menjadi bahan bakar
yang berguna seperti motor bensin, bahan bakar jet, dan minyak nabati.
Thermal cracking adalah proses pemurnian di mana panas (~800 °C) dan tekanan
(~700 kPa) digunakan untuk memecah, menata ulang, atau menggabungkan molekul
hidrokarbon. Proses perengkahan termal pertama dikembangkan sekitar tahun 1913. Distilat
bahan bakar dan minyak berat dipanaskan di bawah tekanan dalam drum besar sampai pecah
menjadi molekul yang lebih kecil dengan karakteristik antiknock lebih baik. Namun, metode
ini menghasilkan sejumlah besar padat, tidak diinginkan coke. Proses awal telah berkembang
menjadi aplikasi berikut cracking termal: visbreaking, retak uap, dan kokas.
Steam cracking adalah proses petrokimia kadang-kadang digunakan kilang untuk
memproduksi bahan baku olefin (misalnya, etilena) dari berbagai bahan baku untuk
pembuatan petrokimia. Rentang bahan baku dari etana minyak vakum gas, dengan feed yang
lebih berat memberikan hasil yang lebih tinggi oleh-produk seperti nafta. Feed paling umum
adalah etana, butana, dan nafta. Cracking uap dilakukan pada suhu 1500°-1600° F, dan pada
tekanan sedikit di atas atmosfer. Nafta yang dihasilkan dari cracking berisi uap benzena, yang
diekstrak sebelum hydrotreating. Sisa dari cracking uap kadang-kadang dicampur menjadi
bahan bakar berat.
Proses Visbreaking
Visbreaking adalah bentuk ringan dari cracking termal, secara signifikan menurunkan
viskositas minyak mentah berat residu tanpa mempengaruhi rentang titik didih. Sisa dari
menara distilasi atmosfer dipanaskan (800°-950° F) pada tekanan atmosfer dan agak retak di
pemanas. Hal ini kemudian dipadamkan dengan minyak gas dingin untuk mengontrol
overcracking, dan melintas dalam menara distilasi. Visbreaking digunakan untuk mengurangi
titik tuangkan residu lilin dan mengurangi viskositas residu yang digunakan untuk dicampur
dengan bahan bakar minyak ringan. Sulingan tengah juga dapat diproduksi, tergantung pada
permintaan produk. Residu termal retak yang terakumulasi di bawah menara fraksinasi,
adalah vakum melintas di stripper dan distilat daur ulang.
Proses Coking
Coking (Kokas) adalah metode parah cracking termal yang digunakan untuk meng-
upgrade residu berat ke produk yang lebih ringan atau sulingan. Kokas menghasilkan lurus
menjalankan bensin (nafta coker) dan berbagai fraksi distilat menengah digunakan sebagai
bahan baku catalytic cracking. Proses ini sehingga benar-benar mengurangi hidrogen yang
residu adalah bentuk karbon yang disebut "coke". Dua proses yang paling umum adalah
tertunda kokas (Delayed Coking) dan kontinyu (kontak atau cairan) kokas. Tiga jenis khas
dari kokas diperoleh (spons coke, coke sarang lebah, dan jarum coke) tergantung pada
mekanisme reaksi, waktu, suhu, dan bahan baku mentah.
Delayed Coking
Dalam kokas tertunda muatan dipanaskan (biasanya dari menara distilasi residuum atmosfer)
ditransfer ke besar coke drum yang menyediakan waktu tinggal yang lama diperlukan untuk
memungkinkan reaksi cracking untuk melanjutkan sampai selesai. Awalnya bahan baku berat
diumpankan ke tungku yang memanaskan residuum untuk suhu tinggi (900°-950° F) pada
tekanan rendah (25-30 psi) dan dirancang dan dikendalikan untuk mencegah kokas prematur
di tabung pemanas. Campuran dilewatkan dari pemanas ke satu atau lebih drum coker mana
bahan panas diadakan sekitar 24 jam (tertunda) pada tekanan 25-75 psi, sampai retak menjadi
produk yang lebih ringan. Uap dari drum dikembalikan ke fractionator mana gas, nafta, dan
gas minyak dipisahkan. Lebih berat memproduksi hidrokarbon di fractionator adalah didaur
ulang melalui tungku.
Setelah kokas mencapai tingkat yang telah ditentukan dalam satu drum, aliran dialihkan ke
drum yang lain untuk menjaga operasi terus-menerus. Drum penuh dikukus untuk menghapus
hidrokarbon uncracked, didinginkan dengan injeksi air, dan decoked dengan metode mekanik
atau hidrolik. Para kokas mekanis dihapus oleh bor naik dari bagian bawah drum. Decoking
hidrolik terdiri dari rekah tempat tidur coke dengan tinggi tekanan air dikeluarkan dari
pemotong berputar.
Continuous Coking
Continuous (kontak atau cairan) kokas adalah proses bergerak tempat tidur yang beroperasi
pada suhu lebih tinggi dari kokas tertunda. Dalam kokas terus menerus, cracking termal
terjadi dengan menggunakan panas yang ditransfer dari panas, daur ulang partikel kokas
untuk bahan baku dalam mixer radial, yang disebut reaktor, pada tekanan 50 psi. Gas dan uap
diambil dari reaktor, dipadamkan untuk menghentikan reaksi selanjutnya, dan difraksinasi.
Coke bereaksi memasuki drum konsleting dan diangkat ke pengumpan dan pengklasifikasi
mana partikel-partikel kokas yang lebih besar dikeluarkan sebagai produk. Coke tersisa
dijatuhkan ke dalam pemanas awal untuk daur ulang dengan bahan baku. Coking terjadi baik
dalam reaktor dan di drum gelombang. Proses ini otomatis dalam bahwa ada aliran kontinu
kokas dan bahan baku.
Catalytic Cracking
Catalytic cracking, mengubah hidrokarbon menjadi molekul sederhana untuk meningkatkan
kualitas dan kuantitas lebih ringan, produk lebih diinginkan dan mengurangi jumlah residu.
Proses ini menyusun struktur molekul senyawa hidrokarbon untuk mengubah bahan baku
hidrokarbon berat menjadi pecahan yang lebih ringan seperti minyak tanah, bensin, liquified
petroleum gas (LPG), minyak pemanas, dan bahan baku petrokimia.
Catalytic cracking mirip dengan cracking termal kecuali bahwa katalis memfasilitasi konversi
dari molekul yang lebih berat menjadi produk yang lebih ringan. Penggunaan katalis (bahan
yang membantu reaksi kimia tetapi tidak mengambil bagian di dalamnya) dalam reaksi
cracking meningkatkan hasil perbaikan produk-produk berkualitas di bawah kondisi operasi
yang jauh lebih ringan daripada di perengkahan termal. Suhu khas dari 850°-950°F pada
tekanan yang jauh lebih rendah 10-20 psi. Katalis yang digunakan dalam unit kilang cracking
biasanya bahan padat (zeolit, aluminium hydrosilicate, diperlakukan bentonit tanah liat, bumi
penuh itu, bauksit, dan silika-alumina) yang datang dalam bentuk bubuk, manik-manik, pelet
atau bahan berbentuk disebut extrudites.
Ada tiga fungsi dasar dalam proses catalytic cracking:
Reaksi: Feedstock bereaksi dengan katalis dan retak menjadi berbeda hidrokarbon;
Regenerasi: Katalis diaktifkan kembali oleh pembakaran coke, dan
Fraksinasi: aliran hidrokarbon Cracked dipisahkan menjadi berbagai produk.
Tiga jenis proses catalytic cracking adalah cairan catalytic cracking (FCC), perubahan
catalytic cracking, dan cracking katalitik Thermofor (TCC). Proses catalytic cracking sangat
fleksibel, dan parameter operasi dapat disesuaikan untuk memenuhi perubahan permintaan
produk. Selain retak, aktivitas katalitik mencakup dehidrogenasi, hidrogenasi, dan
isomerisasi.
Catalytic Cracking Fluida (FCC)
Catalytic cracking cairan atau "retak kucing," adalah dasar proses pembuatan bensin.
Menggunakan intens panas (sekitar 1.0000oF), tekanan rendah dan katalis bubuk (zat yang
mempercepat reaksi kimia), cracker kucing dapat mengkonversi pecahan yang paling relatif
berat menjadi molekul bensin yang lebih kecil. Cracker fluida terdiri dari bagian katalis dan
bagian fraksionasi yang beroperasi bersama-sama sebagai sebuah unit pengolahan terpadu.
Bagian katalis berisi reaktor dan regenerator, yang, dengan keran dan riser, bentuk unit
sirkulasi katalis. Katalis cairan terus menerus beredar antara reaktor dan regenerator dengan
menggunakan udara, uap minyak, dan uap sebagai media menyampaikan.
Moving-Bed Catalytic Cracking
Proses Moving-bed catalytic cracking mirip dengan proses FCC. Katalis dalam bentuk pelet
yang bergerak terus menerus ke bagian atas unit dengan tabung lift pengangkut atau
pneumatik ke hopper penyimpanan, kemudian mengalir ke bawah oleh gravitasi melalui
reaktor, dan akhirnya ke regenerator. Regenerator dan hopper terisolasi dari reaktor dengan
segel uap. Produk retak dipisahkan menjadi gas daur ulang, minyak, minyak diklarifikasi,
distilat, nafta, dan gas basah.
Catalytic Cracking Thermofor
Dalam unit thermofor cracking katalitik yang khas, bahan baku dipanaskan mengalir melalui
oleh gravitasi tempat tidur reaktor katalitik. Uap dipisahkan dari katalis dan dikirim ke
sebuah menara fraksionasi. Katalis yang dihabiskan regenerasi, didinginkan, dan didaur
ulang. Gas buang dari regenerasi dikirim ke karbon monoksida boiler untuk panas pemulihan.
Hidrorengkah
Hidrorengkah adalah proses dua-tahap menggabungkan catalytic cracking dan hidrogenasi,
dimana bahan baku lebih berat pecah-pecah dengan adanya hidrogen untuk menghasilkan
produk lebih diinginkan. Proses ini menggunakan tekanan tinggi, suhu tinggi, katalisator, dan
hidrogen. Hidrorengkah digunakan untuk bahan baku yang sulit untuk memproses baik oleh
catalytic cracking atau memperbaiki, karena bahan baku ini ditandai biasanya dengan
kandungan aromatik polisiklik tinggi dan / atau konsentrasi tinggi dari dua racun katalis
utama, sulfur dan nitrogen senyawa.
Proses hidrorengkah sangat tergantung pada sifat dari bahan baku dan tingkat relatif dari dua
reaksi bersaing, hidrogenasi dan cracking. Bahan baku aromatik berat dikonversi menjadi
produk yang lebih ringan di bawah berbagai tekanan yang sangat tinggi (1000-2000 psi) dan
temperatur cukup tinggi (750°-1500°F), dengan adanya hidrogen dan katalis khusus. Ketika
bahan baku memiliki kandungan parafin tinggi, fungsi utama dari hidrogen adalah untuk
mencegah pembentukan senyawa aromatik polisiklik. Peran penting lain dari hidrogen dalam
proses hidrorengkah adalah untuk mengurangi pembentukan tar dan mencegah penumpukan
kokas pada katalis. Hidrogenasi juga berfungsi untuk mengkonversi sulfur dan nitrogen
senyawa hadir dalam bahan baku untuk hidrogen sulfida, dan amonia.
Hidrorengkah menghasilkan jumlah yang relatif besar isobutana untuk bahan baku alkilasi.
Hidrorengkah juga melakukan isomerisasi untuk menuangkan-titik kontrol dan asap-titik
kontrol, yang keduanya penting dalam berkualitas tinggi bahan bakar jet.
Proses hidrorengkah
Pada tahap pertama, bahan baku dipanaskan dicampur dengan daur ulang hidrogen dan
dikirim ke reaktor tahap pertama, di mana katalis mengkonversi sulfur dan nitrogen senyawa
hidrogen sulfida dan ammonia. Hidrorengkah terbatas juga terjadi.
Setelah daun hidrokarbon tahap pertama, didinginkan dan dicairkan dan menjalankan melalui
pemisah hidrokarbon. Hidrogen didaur ulang untuk bahan baku. Cairan dibebankan pada
suatu fractionator. Tergantung pada produk yang diinginkan ( bensin komponen, bahan bakar
jet, dan minyak gas), fractionator dijalankan untuk memotong beberapa bagian dari tahap
pertama reaktor keluar belokan. Minyak Tanah jarak material dapat diambil sebagai produk
samping menggambar terpisah atau termasuk dalam dasar fractionator dengan minyak gas.
Bagian bawah fractionator yang lagi dicampur dengan hidrogen aliran dan dibebankan pada
tahap kedua. Karena bahan ini telah mengalami hidrogenasi sebagian, retak, dan reformasi
dalam tahap pertama, operasi tahap kedua lebih parah (suhu tinggi dan tekanan). Seperti
tenaga mesin dari tahap pertama, tahap kedua produk dipisahkan dari hidrogen dan
dibebankan pada fractionator tersebut.
Catalytic Reforming
Catalytic Reforming adalah proses penting yang digunakan untuk mengkonversi oktan rendah
nafta ke oktan tinggi bensin campuran komponen yang disebut reformates. Reforming
merupakan efek total reaksi banyak seperti retak, polimerisasi, dehidrogenasi, dan isomerisasi
berlangsung serentak. Tergantung pada sifat dari bahan baku nafta (sebagaimana diukur
dengan parafin, olefin, naphthene, dan isi aromatik) dan katalis yang digunakan, reformates
dapat diproduksi dengan konsentrasi yang sangat tinggi toluena, benzena, xilena, dan
aromatik lainnya yang berguna dalam pencampuran bensin dan pengolahan petrokimia.
Hidrogen , yang signifikan dengan produk, dipisahkan dari reformate untuk daur ulang dan
digunakan dalam proses lainnya.
Ada berbagai proses reformasi katalitik komersial termasuk Platforming, powerforming,
ultraforming, dan Thermofor katalitik reformasi. Dalam proses Platforming, langkah pertama
adalah persiapan umpan nafta untuk menghilangkan kotoran dari nafta dan mengurangi
degradasi katalis. Bahan baku nafta ini kemudian dicampur dengan hidrogen , menguap, dan
melewati serangkaian bolak tungku dan fixed-bed reaktor terdiri dari katalis platina. Efluen
dari reaktor terakhir adalah didinginkan dan dikirim ke pemisah untuk memungkinkan
penghapusan aliran gas yang kaya hidrogen dari puncak pemisah untuk daur ulang. Produk
cair dari bagian bawah separator dikirim ke fractionator disebut penstabil (butanizer). Ini
membuat produk bawah disebut reformate; butanes dan lebih ringan pergi overhead dan
dikirim ke pabrik gas jenuh.
Beberapa Catalytic Reforming beroperasi pada tekanan rendah (50-200 psi), dan lain-lain
beroperasi pada tekanan tinggi (hingga 1.000 psi). Beberapa sistem terus menerus
menumbuhkan reformasi katalitik katalis dalam sistem lain. Satu reaktor pada suatu waktu
diambil off-stream untuk regenerasi katalis, dan beberapa fasilitas meregenerasi seluruh
reaktor selama perputaran.
Catalytic hydrotreating
Catalytic hydrotreating merupakan proses hidrogenasi digunakan untuk menghapus sekitar
90% dari kontaminan seperti nitrogen, belerang, oksigen, dan logam dari cairan fraksi
minyak bumi. Kontaminan ini, jika tidak dihapus dari fraksi minyak bumi sebagai mereka
melakukan perjalanan melalui unit kilang pengolahan, dapat memiliki efek merugikan pada
peralatan, katalis, dan kualitas produk jadi. Biasanya, hydrotreating dilakukan sebelum proses
seperti reformasi katalitik katalis sehingga tidak terkontaminasi dengan bahan baku yang
tidak diobati. Hydrotreating juga digunakan sebelum catalytic cracking untuk mengurangi
sulfur dan meningkatkan hasil produk, dan untuk meng-upgrade menengah distilat minyak
bumi menjadi fraksi selesai minyak tanah, bahan bakar solar, dan minyak bahan bakar
pemanas. Selain itu, hydrotreating mengubah olefin dan aromatik untuk senyawa jenuh.
Catalytic hidrodesulfurisasi Proses
Hydrotreating untuk penghapusan belerang disebut hidrodesulfurisasi. Dalam unit
hidrodesulfurisasi khas katalitik, bahan baku adalah deaerated dan dicampur dengan
hidrogen, dipanaskan dalam pemanas dipecat (600°-800°F) dan kemudian dibebankan di
bawah tekanan (hingga 1.000 psi) melalui reaktor fixed-bed katalitik. Dalam reaktor, sulfur
dan nitrogen senyawa dalam bahan baku diubah menjadi hidrogen sulfida (H2S) dan amonia
(NH3). Produk reaksi yang meninggalkan reaktor dan setelah pendinginan sampai suhu rendah
memasukkan pemisah cair/gas. Gas yang kaya hidrogen dari pemisahan tekanan tinggi didaur
ulang untuk menggabungkan dengan bahan baku dan tekanan rendah aliran gas yang kaya di
H2S adalah dikirim ke unit gas mengobati mana H2S adalah dihapus. Gas bersih kemudian
cocok sebagai bahan bakar untuk tungku kilang. Aliran cairan adalah produk dari
hydrotreating dan biasanya dikirim ke kolom pelucutan untuk menghilangkan H2S dan
komponen yang tidak diinginkan lainnya. Dalam kasus di mana uap digunakan untuk
pengupasan, produk dikirim ke pengering vakum untuk menghilangkan air. Produk
Hydrodesulfurized dicampur atau digunakan sebagai bahan baku reformasi katalitik.
Hydrotreating Process
Proses hydrotreating berbeda tergantung pada bahan baku yang tersedia dan katalis yang
digunakan. Hydrotreating dapat digunakan untuk meningkatkan karakteristik pembakaran
sulingan seperti minyak tanah. Hydrotreatment dari fraksi minyak tanah dapat mengkonversi
aromatik menjadi naphthenes, yang bersih-pembakaran senyawa.
Hydrotreating juga dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas pirolisis bensin (pygas),
dengan-produk dari pembuatan etilen. Secara tradisional, outlet untuk pygas telah motor
bensin campuran, rute yang cocok dalam pandangan jumlah tinggi oktan nya. Namun, hanya
porsi kecil dapat diobati karena dicampur untuk bau tidak dapat diterima, warna, dan permen
karet-membentuk kecenderungan bahan ini. Kualitas pygas, yang tinggi dalam konten
diolefin, dapat memuaskan ditingkatkan dengan hydrotreating, dimana konversi diolefin
menjadi mono-olefin menyediakan produk diterima untuk campuran gas motor.