Makalah katalis

download Makalah katalis

of 30

  • date post

    31-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    446
  • download

    29

Embed Size (px)

description

katalis pada proses pembuatan minyak bumi

Transcript of Makalah katalis

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar belakangLatar belakang pembuatan makalah ini yaitu untuk mengetahui proses katalitik reforming, hidrocracking dan isomerisasi pada kilang minyak bumi. Serta untuk mempelajari tentang katalis yang digunakan dalam proses tersebut. Dalam proses pengolahan minyak bumi banyak proses yang melibatkan reaksi kimia. Minyak bumi adalah salah satu zat yang sangat dibutuhkan dalam kondisi sekarang ini, minyak bumi dibutuhkan oleh banyak kalangan diantaranya untuk industri digunakan sebagai energi dalam proses produksi, untuk rumah tangga digunakan sebagai bahan bakar, untuk kendaraan bermotor digunakan sebagai bahan bakar dan masih banyak kegunaan minyak bumi yang lainnya. Karena sangat banyaknya kegunaan minyak bumi ini maka kita harus mengetahui proses pengolahan minyak bumi tersebut dan banyak pelajaran yang bisa dipelajari dari proses pengolahan minyak bumi.

1.2 TujuanTujuan pembuatan makalah ini yaitu :a) Untuk memenuhi tugas yang diberikan oleh guru mata pelajaran katalitik.b) Untuk mengetahui katalitik yang digunakan pada proses kilang minyak bumi.c) Untuk mempelajari proses katalitik reforming, hidrocracking dan isomerisasi.

BAB IIISI

2.1 Deskripsi Katalis1. Pengertian KatalisKatalis merupakan suatu zat yang mempercepat reaksi dengan menurunkan energy aktifasi. Katalis dapatmempercepat reaksi kimiadan dapat dipercepatdengan meningkatkan fraksi molekul yang memilioki energi melebihi energi aktifasi. Hal ini dapat dibuat dengan meningkatkan suhu/tenmperatur. Cara lain yang tidak memerlukan peningkatan suhu adalah dengan menetukan jalan reaksi melalui energi aktivasi yang lebih rendah.Fungsi katalis dalam suatu reaksi kimia adalah menyajikan reaksi alternatif . Dalam reaksi kimia,katalis sendiri tidak mengalami perubahan yang permanen. Katalis dapat menentukan suatu reaksi berhasil atau tidak dimana keberhasilan reaksi ersebut tergantung kepada penggunaan katalis yang cocok. Selang suhu dan tekanan yang dapat digunakan dalam proses industri tidak mungkin barlangsung dalam reaksi biokimia. Tersedianya katalis yang cocok untuk reaksi-reaksi ini mutlak bagi makluk hidup.2. Jenis-jenis Katalisa) Katalis homogen adalah katalis yang dapat bercampur secara homogen dengan zat pereaksinya karena mempunyai wujud yang sama. Contoh Katalis Homogen : Katalis dan pereaksi berwujud gasNO(g)

2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)

Katalis dan pereaksi berwujud cairH+(aq)

C12H22O11(aq) + H2O(l)C6H12O6(aq)+C6H12O6(aq)

glukosafruktosa

b) Katalis Heterogen

Katalis heterogen adalah katalis yang tidak dapat bercampur secara homogen dengan pereaksinya karena wujudnya berbeda. Contoh Katalis Heterogen :Katalis berwujud padat, sedang pereaksi berwujud gas.

Ni(s)

C2H4(g) + H2(g)C2H6(g)

c) AutokatalisAutokatalis adalah zat hasil reaksi yang bertindak sebagai katalis. Contoh Autokatalis :CH3COOHyang dihasilkan dari reaksi metil asetat dengan air merupakan autokatalis reaksi tersebut.CH3COOCH3(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + CH3OH(aq)Dengan terbentuknyaCH3COOH, reaksi menjadi bertambah cepat.d) BiokatalisBiokatalis adalah katalis yang bekerja pada proses metabolisme, yaitu enzim. Contoh Biokatalis :Enzim hidrolase mempercepat pemecahan bahan makanan melalui reaksi hidrolisis.e) InhibitorInhibitor adalah zat atau senyawa yang kerjanya memperlambat reaksi atau menghentikan reaksi. Contoh Inhibitor :I2atau CO bersifat inhibitor bagi reaksi:2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)f) Racun KatalisRacun katalis adalah inhibitor yang dalam jumlah sangat sedikit dapat mengurangi atau menghambat kerja katalis. Contoh Racun Katalis :CO2, CS2, atau H2Smerupakan racun katalis pada reaksi:

Pt

2H2(g) + O2(g)2H2O(l)

2.2 Deskripsi minyak bumi1. Pengertian minyak bumiMinyak bumi atau Petroleum merupakan hasil dari pelapukan fosil-fosil tumbuhan dan hewan di zaman purba yang terpendam selama ribuan tahun yang lalu di dalam lapisan kulit bumi.Minyak bumi adalah campuran dari beberapa senyawa hidrokarbon baik yang jenuh atau yang tidak jenuh, baik yang alifatik maupun yang siklik. Komponen terbesar atau terbanyak dari minyak bumi adalah senyawa-senyawa alkana. Sebelum minyak bumi itu diolah, minyak bumi itu masih berupa cairan hitam atau kental dan belum dapat dimanfaatkan.

2. Proses Pengolahan Minyak BumiMinyak bumi biasanya berada 3-4 km di bawah permukaan laut. Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumur bor. Minyak mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tanker atau dialirkan melalui pipa ke stasiun tangki atau ke kilang minyak. Minyak mentah (cude oil) berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap. Minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan bakar maupun untuk keperluan lainnya, tetapi harus diolah terlebih dahulu. Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom C-1 sampai 50. Titik didih hidrokarbon meningkat seiring bertambahnya jumlah atom C yang berada di dalam molekulnya. Oleh karena itu, pengolahan minyak bumi dilakukan melalui destilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi) dengan titik didih yang mirip.Secara umum Proses Pengolahan Minyak Bumi digambarkan sebagai berikut:

2.3 Catalytic Reforming Process/Platforming Process1. PendahuluanFungsi utama proses catalytic reforming adalah menaikkan nilai naptha yang memiliki nilai oktan yang rendah menjadi komponen campuran mogas (motor gasoline/bensin motor) dengan bantuan katalis melalui serangkaian reaksi kimia. Naphtha yang dijadikan umpan catalytic reforming harus di treating terlebih dahulu di unit naphtha hydrotreater untuk menghilangkan pengotor seperti sulfur, nitrogen, oksigen, halida, dan metal yang merupakan racun berbahaya bagi katalis catalytic reformer yang tersusun dari platina.Selain itu, catalytic reforming juga memproduksi produk samping berupa hydrogen yang sangat bermanfaat bagi unit hydrotreater maupun hydrogen plant atau jika masih berlebih dapat juga digunakan sebagai fuel gas bahan bakar fired heater. Butane, produk samping lainnya, sering digunakan untuk mengatur tekanan uap gasoline pool.

2. Teori Catalytic ReformingFeed naphtha ke unit catalytic reforming biasanya mengandung C6 sampai C11, paraffin, naphthene, dan aromatic. Tujuan proses catalytic reforming adalah memproduksi aromatic dari naphthene dan paraffin.Kemudahan reaksi catalytic reforming sangat ditentukan oleh kandungan paraffin, naphthene, dan aromatic yang terkandung dalam naphtha umpan. Aromatic hydrocarbon yang terkandung dalam naphtha tidak berubah oleh proses catalytic reforming. Sebagian besar naphthene bereaksi sangat cepat dan efisien berubah menjadi senyawa aromatic (reaksi ini merupakan reaksi dasar catalytic reforming). Paraffin merupakan senyawa paling susah untuk diubah menjadi aromatic. Untuk aplikasi low severity, hanya sebagian kecil paraffin berubah menjadi aromatic. Sedangkan pada aplikasi high severity, konversi paraffin lebih tinggi, tetapi tetap saja berlangsung lambat dan tidak efisien.

3. Reaksi-reaksi yang Terjadi di Catalytic Reforminga) Dehidrogenasi NaphtheneNaphthene merupakan komponen umpan yang sangat diinginkan karena reaksi dehidrogenasi-nya sangat mudah untuk memproduksi aromatic dan produk samping hydrogen. Reaksi ini sangat endotermis (memerlukan panas). Reaksi dehidrogenasi naphthene sangat terbantu oleh metal catalyst function dan temperatur reaksi tinggi serta tekanan rendah.

b) Isomerisasi Napthene dan ParaffinIsomerisasi cyclopentane menjadi cyclohexane harus terjadi terlebih dahulu sebelum kemudian diubah menjadi aromatic. Reaksi ini sangat tergantung dari kondisi operasi.c) Dehydrocyclization ParaffinDehydrocyclization paraffin merupakan reaksi catalytic reforming yang paling susah. Reaksi dehydrocyclization terjadi pada tekanan rendah dan temperature tinggi. Fungsi metal dan acid dalam katalis diperlukan untuk mendapatkan reaksi ini.d) HydrocrackingKemungkinan terjadinya reaksi hydrocracking karena reaksi isomerisasi ring dan pembentukan ring yang terjadi pada alkylcyclopentane dan paraffin dank area kandungan acid dalam katalis yang diperlukan untuk reaksi catalytic reforming.Hydrocracking paraffin relative cepat dan terjadi pada tekanan dan temperature tinggi. Penghilangan paraffin melalui reaksi hydrocracking akan meningkatkan konsentrasi aromatic dalam produk sehingga akan meningkatkan octane number. Reaksi hydrocracking ini tentu mengkonsumsi hydrogen dan menghasilkan yield reformate yang lebih rendah.

e) DemetalisasiReaksi demetalisasi biasanya hanya dapat terjadi pada severity operasi catalytic reforming yang tinggi. Reaksi ini dapat terjadi selama startup unit catalytic reformate semi-regenerasi pasca regenerasi atau penggantian katalis.

f) Dealkylation AromaticDealkylation aromatic serupa dengan aromatic demethylation dengan perbedaan pada ukuran fragment yang dihilangkan dari ring. Jika alkyl side chain cukup besar, reaksi ini dapat dianggap sebagai reaksi cracking ion carbonium terhadap rantai samping. Reaksi ini memerlukan temperature dan tekanan tinggi.Reaksi-reaksi yang terjadi pada unit catalytic reforming dapat diringkas sebagai berikut :

4. Racun KatalisBeberapa racun katalis catalytic reforming adalah sebagai berikut :a) SulfurKonsentrasi sulfur maksimum yang diijinkan dalam umpan naphtha adalah 0,5 wt-ppm. Biasanya diusahakan kandungan sulfur dalam umpan naphtha sebesar 0,1-0,2 wt-ppm untuk menjamin stabilitas dan seletivitas katalis yang maksimum. Beberapa sumber yang membuat kandungan sulfur dalam umpan naphtha tinggi adalah : proses hydrotreating yang tidak baik (temperature reactor kurang tinggi atau katalis sudah harus diganti), recombination sulfur dari naphtha hydrotreater ( dan terbentuknya sedikit olefin) akibat temperatur hydrotreater yang tinggi dan tekanan hydrotreater yang rendah, hydrotreater stripper upset, memproses feed yang memiliki end point tinggi.b) NitrogenKonsentrasi nit