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.