5/27/2018 Terjemahan Katalis Nana

1/9

Penghapusan asam naftenat dari minyak mentah dengan fixed-bed katalitik esterifikasi

Removal of naphthenic acids from crude oils by fixed-bed catalyticEsterification

The naphthenic acids found in petroleum may cause serious corrosion problems for processing

equipment. In this study, naphthenic acids were removed by catalytic esterification with methanol

to reduce the occurrence of corrosion in refinery equipment and to improve the properties of the

oil. The influence of the reaction conditions on the esterification reaction was investigated. SnO

Al2O3 was used as the catalyst for the esterification of naphthenic acid in crude oil with methanol in

a fixed-bed catalytic reactor. The experimental results demonstrated that a high reaction

temperature and a low space velocity promote esterification. For a continuous fixed-bed reactor, the

optimum reaction conditions were determined to be a methanol to oil ratio of 2 wt%, a reaction

temperature of 300 C and a space velocity of 2.5 h 1. The total acid

number of the crude oil was reduced from 2.8 mgKOH/g to a value below 0.5 mgKOH/g.

Furthermore, esterification can be improved by removing water from the crude oil.

Asam naftenat ditemukan dalam minyak bumi dapat menyebabkan masalah korosi serius untuk

peralatan pengolahan . Dalam studi ini , asam naftenat dihapus oleh esterifikasi katalitik dengan

metanol untuk mengurangi terjadinya korosi pada peralatan kilang dan untuk memperbaiki sifat-

sifat minyak . Pengaruh kondisi reaksi pada reaksi esterifikasi diselidiki . SnO - Al2O3 digunakan

sebagai katalis untuk esterifikasi asam naftenat dalam minyak mentah dengan metanol dalam fixed-

bed catalytic reaktor . Hasil percobaan menunjukkan bahwa temperatur reaksi tinggi dan kecepatan

ruang rendah mempromosikan esterifikasi . Untuk reaktor fixed-bed kontinyu , kondisi reaksi

optimum ditentukan untuk menjadi metanol terhadap minyak dari 2 % berat , suhu reaksi 300 C dan

kecepatan ruang dari 2,5 jam 1 . Jumlah total asam dari minyak mentah berkurang dari 2,8 mg KOH /

g untuk nilai di bawah 0,5 mg KOH / g . Selanjutnya , esterifikasi dapat ditingkatkan dengan

menghapus air dari minyak mentah .

Pendahuluan

Most acids in petroleum are either naphthenic acids or fatty acids. Naphthenic acids are the primary contributor to the totalacid number of the oil [1], and they may cause serious corrosion to processing equipment as the temperature increases duringoil refining [25]. In addition, naphthenic acids may cause emulsification during the refining process, which makes it difficult toseparate water from the oil and decreases the oil yield. The thermal stability of petroleum products may also be reduced due tothe presence of naphthenic acids. Therefore, the removal of naphthenic acids from crude oils is necessary [6,7].

Sebagian besar asam dalam minyak bumi adalah baik asam naftenat atau asam lemak. Asamnaftenat adalah kontributor utama untuk jumlah total asam dari minyak [1], dan mereka dapat

menyebabkan korosi serius untuk peralatan pengolahan dengan naiknya suhu selama penyulingan

minyak [2-5]. Selain itu, asam naftenat dapat menyebabkan emulsifikasi selama proses pemurnian,

yang membuatnya sulit untuk memisahkan air dari minyak dan mengurangi hasil minyak. Stabilitas

termal dari produk minyak bumi juga dapat dikurangi karena adanya asam naftenat. Oleh karena itu,

penghapusan asam naftenat dari minyak mentah yang diperlukan [6,7].

The total acid number (TAN), defined as the number ofmilligrams of KOH required to neutralize the acidity of 1 g of oil, is acommonly accepted criterion for oil acidity. Oils with a total acid number (TAN) above 0.5 mgKOH/g are classified as acidic oils,whereas oils with a TAN above 1 mgKOH/g are classified as high acidic oils. Increasing numbers of oil fields are beingdiscovered and exploited. The worldwide yield of high TAN crude oil is currently approximately seven percent of the totaloutput. High TAN crude oils are commonly found in California, Venezuela, Alberta, the North Sea,Western Africa, India, China

and Russia. The crude oils fromsome oil fields in China, such as the Liaohe Oil Field and the Shengli Oil Field, are all highacidic oils with TANs above 1 mgKOH/g.

5/27/2018 Terjemahan Katalis Nana

2/9

Total angka asam (TAN), didefinisikan sebagai ofmilligrams jumlah KOH yang dibutuhkan untuk

menetralkan keasaman 1 g minyak, adalah kriteria yang diterima secara umum untuk keasaman

minyak. Minyak dengan total angka asam (TAN) di atas 0,5 mg KOH / g diklasifikasikan sebagai

minyak asam, sedangkan minyak dengan TAN atas 1 mgKOH / g diklasifikasikan sebagai minyak asam

tinggi. Meningkatnya jumlah ladang minyak sedang ditemukan dan dieksploitasi. Hasil seluruh dunia

minyak mentah TAN tinggi saat ini sekitar tujuh persen dari total output. Minyak mentah TAN tinggibiasanya ditemukan di California, Venezuela, Alberta, Laut Utara, Afrika Barat, India, Cina dan Rusia.

Minyak mentah fromsome ladang minyak di Cina, seperti Liaohe Lapangan Minyak dan Shengli Oil

Field, semua minyak asam tinggi dengan kulit cokelat di atas 1 mgKOH / g.

Ada banyak cara yang ada untuk menghilangkan asam naftenat [ 8-10 ] . Hidrogenasi umumnya

digunakan untuk industri minyak sulingan atau sisa , tetapi membutuhkan investasi besar dalam

peralatan dan sejumlah besar hidrogen . Dengan demikian , hidrogenasi belum digunakan untuk

pengobatan minyak mentah dalam industri . Kombinasi cuci alkali dan pengobatan listrik sangat

cocok untuk deacidification sulingan cahaya . Namun, proses gabungan ini mengkonsumsi sejumlah

besar alkali yang juga dapat menyebabkan korosi peralatan dan polusi . Fraksi berat dengan

viskositas tinggi dan kulit cokelat yang tinggi dapat menyebabkan emulsifikasi serius [ 11 ] . Ekstraksipelarut membutuhkan sejumlah besar konsumsi energi dan pelarut tinggi karena sirkulasi pelarut [

12 ] ; dengan demikian , tidak ada aplikasi industri ditemukan ekstraksi pelarut . Pemisahan adsorpsi

membutuhkan adsorpsi , desorpsi dan unit pelarut pemulihan [ 13 ] , yang memerlukan investasi

besar dalam peralatan , dan asam naftenat terisolasi memiliki TAN lebih rendah dan harga . Karena

pengaruh senyawa polar tinggi lainnya dalam minyak bumi , adsorpsi saat ini tidak dapat digunakan

untuk fraksi berat . Dekomposisi digunakan untuk deacidification telah dilaporkan sebelumnya , dan

penelitian telah terutama difokuskan pada pengembangan katalis baru untuk meningkatkan

kecepatan reaksi dekomposisi [ 14-17 ]Esterification has been used for the deacidification of diesel fuel and vacuum distillate with high total acid numbers by theauthors [18,19]. The total acid number of the diesel fuel was lowered from 1.7 mgKOH/g to less than 0.1 mgKOH/g at amethanol/oil ratio of 0.010. The esterification of vacuum distillate was performed in an autoclave using pure SnO powder ascatalyst. The reaction temperature was 300 _C, the quantity of methanol in oil was 5.0 wt%, the quantity of catalyst SnO was4.0 wt% and the reaction time need more than 1 h to reach the TAN of the product oil lower than 0.5 mgKOH/g. However, theapplication of esterification for ndecreasing the acidity of crude oils has been reported rarely because of the complexity ofpetroleum. Exxon Research and Engineering Company has used esterification to lower the acidity of petroleum without anycatalyst [20]; however this practice was not adopted in industry due to its slow reaction rate. The be used as catalysts foresterification because they pose serious corrosion problems for equipment. Instead, solid catalysts for fixed-bed reactorsshould be studied. Many studies have shown that solid catalyst can be used in the esterification of carboxylic acid such as fattyacids. Moreno et al. used sulfated tin oxides as catalyst for the esterification reaction of free fatty acids [21]. Fernandeset al. explores the use of two groups of solid acid catalysts (sulfated oxides and zeolites with different pore structures) in theesterification of levulinic acid with ethanol aiming for ethyl levulinate production [22]. Among the catalysts tested, Amberlyst-15and sulfated SnO2 showed a remarkable high yield of ethyl levulinate that was probably due to the strong acidity provided bySO3H functional groups and SO4 species, respectively. Qian used SnO as catalyst to synthesize isooctyl naphthenate [23].Yang also used SnO as catalyst to synthesize isoamyl acetate [24]. Zhang used SnO to synthesize esters of capronic acid [25].In these applications, SnO is a good catalyst for the synthesis, but because SnO is a powder, it cannot directly be used as fixedbed catalyst for petroleum esterification.

Esterifikasi telah digunakan untuk deacidification solar dan destilasi vakum dengan jumlah total

asam tinggi oleh penulis [ 18,19 ] . Jumlah total asam dari bahan bakar diesel diturunkan dari 1,7 mgKOH / g sampai kurang dari 0,1 mg KOH / g pada rasio metanol / minyak 0.010. Esterifikasi distilat

vakum dilakukan dalam autoklaf menggunakan SnO bubuk murni sebagai katalis . Suhu reaksi adalah

300 _C , jumlah metanol dalam minyak adalah 5,0 % berat , jumlah katalis SnO adalah 4,0 % berat

dan waktu reaksi membutuhkan lebih dari 1 jam untuk mencapai TAN dari minyak produk yang lebih

rendah dari 0,5 mg KOH / g . Namun, penerapan esterifikasi untuk ndecreasing keasaman minyak

mentah telah dilaporkan jarang karena kompleksitas dari minyak bumi . Exxon Penelitian dan

Engineering Company telah menggunakan esterifikasi untuk menurunkan keasaman minyak bumi

tanpa katalis [ 20 ] ; Namun praktik ini tidak diadopsi dalam industri karena laju reaksi lambat . The

digunakan sebagai katalis untuk esterifikasi karena mereka menimbulkan masalah korosi serius

untuk peralatan . Sebaliknya , katalis padat untuk reaktor fixed-bed harus dipelajari . Banyak

penelitian telah menunjukkan bahwa katalis padat dapat digunakan dalam esterifikasi asamkarboksilat seperti asam lemak . Moreno et al . digunakan timah oksida sulfat sebagai katalis untuk

5/27/2018 Terjemahan Katalis Nana

3/9

reaksi esterifikasi asam lemak bebas [ 21 ] . Fernandes et al . mengeksplorasi penggunaan dua

kelompok katalis asam padat ( oksida sulfat dan zeolit dengan struktur pori yang berbeda ) dalam

esterifikasi asam levulinic dengan etanol bertujuan untuk produksi etil levulinate [ 22 ] . Di antara

katalis diuji , Amberlyst - 15 dan sulfat SnO2 menunjukkan hasil yang tinggi luar biasa dari etil

levulinate yang mungkin karena keasaman yang kuat yang diberikan oleh kelompok SO3H fungsional

dan spesies SO4 , masing-masing. Qian menggunakan SnO sebagai katalis untuk mensintesis naftenatisooctyl [ 23 ] . Yang juga menggunakan SnO sebagai katalis untuk mensintesis isoamil asetat [ 24 ] .

Zhang digunakan SnO untuk mensintesis ester asam capronic [ 25 ] . Dalam aplikasi ini , SnO adalah

katalis yang baik untuk sintesis , tetapi karena SnO adalah bubuk , tidak dapat langsung digunakan

sebagai katalis unggun tetap untuk minyak esterifikasi .

In this paper, the catalytic esterification of naphthenic acids in petroleum with methanol and a catalyst for a fixed-bed reactorprepared by SnO and c-Al2O3 are reported. This method presents a higher conversion and reaction rate at lower reactiontemperatures and with less methanol consumption.

Dalam tulisan ini, esterifikasi katalitik asam naftenat dalam minyak bumi dengan metanol

dan katalis untuk reaktor fixed-bed disiapkan oleh SnO dan c-Al2O3 dilaporkan. Metode ini

menyajikan konversi yang lebih tinggi dan laju reaksi pada suhu reaksi rendah dan dengan

konsumsi metanol kurang.

PERCOBAAN2. Experimental2.1. Experimental device and processCrude oil and methanol were pre-mixed, producing solutions of 1% and 2% w/w in crude oil, and were then stored in a rawmaterial tank (see Scheme 1). Generally the blends are homogenous at 2030 _C because of the solubility of the oils tomethanol, but when the temperature of the oil is lower than 20 _C, the blends should be stirred constantly during theexperiment to maintain the homogeneity of the blends. The reactor was a fixed-bed reactor, which was a stainless steel tubewith a pre-heating section and a reaction section that corresponded to the exposure of the sections to two consecutivefurnaces. The pre-heating part of the reactor was filled with quartz sand, while the reaction part was filled with catalyst. Crudeoil and methanol were pumped into the reactor and heated to the reaction temperature in the pre-heating section. Theesterification was carried out in the reaction section at constant temperature. During the reaction, the product oil was sampledfor analysis as it flowed into the product container. The product container had an outlet at the bottom and an inlet at the topthrough which the reaction pressure could be maintained by passing nitrogen through the container.

2 . eksperimental2.1 . Perangkat eksperimental dan proses

Minyak mentah dan metanol yang pra-campuran , menghasilkan solusi dari 1 % dan 2 % b / b dalam

minyak mentah , dan kemudian disimpan dalam tangki bahan baku (lihat Skema 1 ) . Umumnya

campuran homogen pada 20 - 30 _C karena kelarutan minyak terhadap metanol , tetapi ketika suhu

minyak lebih rendah dari 20 _C , campuran harus diaduk terus-menerus selama percobaan untuk

mempertahankan homogenitas campuran . Reaktor adalah reaktor fixed-bed , yang merupakan

tabung stainless steel dengan bagian pra - pemanasan dan bagian reaksi yang berhubungan dengan

paparan dari bagian ke dua tungku berturut-turut . The pre - heating bagian dari reaktor diisi dengan

pasir kuarsa , sedangkan bagian reaksi diisi dengan katalis . Minyak mentah dan metanol dipompa ke

reaktor dan dipanaskan sampai suhu reaksi di bagian pre - heating . Esterifikasi ini dilakukan di

bagian reaksi pada suhu konstan . Selama reaksi , minyak produk adalah sampel untuk analisisseperti itu mengalir ke dalam wadah produk . Wadah produk memiliki outlet di bagian bawah dan

inlet di bagian atas di mana tekanan reaksi dapat dipertahankan dengan melewatkan nitrogen

melalui wadah .The reaction equation of the esterification of naphthenic acids and the alcohols are shown below in Eq. (1). From the equation itcan be seen that the naphthenic acids reacts with methanol to generate methyl naphthenates and water. Former research bythe authors [26] had shown that the reaction activation energy (Ea) is 153.7 kJ/mol without any catalyst and 104.2 kJ/mol bypure SnO as catalyst. The reaction is endothermic, so it needs a high temperature to accelerate the reaction.

Persamaan reaksi dari esterifikasi asam naftenat dan alkohol yang ditunjukkan di bawah ini pada

Persamaan. (1). Dari persamaan tersebut dapat dilihat bahwa asam naftenat bereaksi dengan

metanol untuk menghasilkan metil naftenat dan air. Mantan penelitian oleh penulis [26] telah

menunjukkan bahwa energi aktivasi reaksi (Ea) adalah 153,7 kJ / mol tanpa katalis dan 104,2 kJ / mol

dengan murni SnO sebagai katalis. Reaksi endotermik, sehingga membutuhkan suhu tinggi untukmempercepat reaksi.

5/27/2018 Terjemahan Katalis Nana

4/9

2.2. Feed stockThe crude oil used in the experiments was sampled from a refinery in China. The properties of the crude oil are shown inTable 1. It can be seen from Table 1 that the crude oil used in the experiments had a high TAN number, high density and highviscosity. The methanol used was an analytically pure reagent produced by Shuangshuang Chemicals Corp. in Laiyang inChina.

2.2. Umpan saham

Minyak mentah yang digunakan dalam percobaan adalah sampel dari kilang di Cina. Sifat-sifat

minyak mentah ditunjukkan pada Tabel 1. Hal ini dapat dilihat dari Tabel 1 bahwa minyak mentah

yang digunakan dalam percobaan memiliki sejumlah TAN tinggi, kepadatan tinggi dan viskositas

tinggi. Metanol yang digunakan adalah reagen analitis murni diproduksi oleh Shuangshuang

Chemicals Corp di Laiyang di Cina.2.3. Preparation of the catalystThe catalyst used in the experiments was prepared by mixing SnO, c-Al2O3, Al(OH)3 and a suitable amount of water. Theweight ratio of SnO to c-Al2O3 and Al(OH)3 was 1:2(wt). The mixture was then extruded into 1 mm diameter strips and bakedat 500 C for 2 h in a nitrogen atmosphere. Finally, the catalyst was cut into short strips no longer than 5 mm in length.2.4. Determination of the total acid numberThe TAN of the oil was measured according to ASTM D664. Each sample was measured twice and the two numbers wereaveraged. If the two numbers were of great difference, a third measurement must be done until the measurement errors werewithin about 6%. So the experimental measurement errors in this study were estimated within about 6%.

2.3. Pembuatan katalisKatalis yang digunakan dalam percobaan dibuat dengan mencampur SnO, c-Al2O3, Al (OH) 3 dan

jumlah yang sesuai air. Rasio berat SnO ke c-Al2O3 dan Al (OH) 3 adalah 1:02 (wt). Campuran

tersebut kemudian diekstrusi menjadi 1 mm diameter strip dan dipanggang pada suhu 500 C selama

2 jam dalam suasana nitrogen. Akhirnya, katalis potong pendek tidak lebih dari 5 mm.

2.4. Penentuan jumlah total asam

The TAN minyak diukur menurut ASTM D664. Setiap sampel diukur dua kali dan dua angka yang

rata-rata. Jika dua angka yang perbedaan besar, pengukuran ketiga harus dilakukan sehingga

kesalahan pengukuran yang dalam waktu sekitar 6%. Jadi kesalahan pengukuran eksperimental

dalam penelitian ini diperkirakan dalam waktu sekitar 6%.2.5. Catalyst characterizationThe BET surface area of the prepared catalysts was determined By N2 physical adsorption at 77 K using ASAP2010 surface

area and porosity analyzer. The dispersion state and chemical composition of the catalyst were determined by X-ray diffraction(XRD) on a PANalytical Xpert PRO X-ray diffractometer using Cu Ka radiation with a wavelength of 0.1541 nm.

2.5. karakterisasi katalis

Luas permukaan BET dari katalis yang disiapkan telah ditentukan oleh N2 adsorpsi fisik pada 77 K

menggunakan luas permukaan dan porositas ASAP2010 analyzer. Dispersi Komposisi negara dan

kimia katalis ditentukan dengan difraksi sinar-X (XRD) pada PRO difraksi X-ray PANalytical X'Pert

menggunakan radiasi Cu Ka dengan panjang gelombang 0,1541 nm.

3. Results and discussion3.1. The effect of the reaction temperature

Fig. 1. Change of the total acid number of crude oil with the reaction temperature. (The initial TAN was 2.8 mgKOH/g.)

5/27/2018 Terjemahan Katalis Nana

5/9

Gambar. 1. Perubahan jumlah total asam dari minyak mentah dengan suhu reaksi. (The awal TAN

adalah 2,8 mg KOH / g.)

The effect of the reactiontemperaturewhenthe space velocitywas 1.0 h 1 for amethanol to oil weight ratio of 2 wt% is shown in Fig. 1. The results of a blank experiment performed with inactive ceramic ringsinstead of the catalyst are shown in Fig. 2. It can be seen from Fig. 1 that the total acid number decreased with increasingreaction temperature. The total acid number decreased sharply at reaction temperatures between 200 C and 300 C, butwhen

the reaction temperature was higher than 300 C, the TAN decreased slowly until it reached a value below 0.5 mgKOH/g, theupper limit of a low acid number oil. This result occurred because esterification is an endothermic reaction; as the reactiontemperature increases, the reaction produces esters until a chemical equilibrium has been reached.

It can also be seen from Fig. 2 that the decomposition of naphthenic acids without a catalyst was very slow between250 and 360 C; thus, the main reaction that decreased the TAN of the oil was the esterification reaction in this experiment.

Pengaruh ruang reactiontemperaturewhenthe velocitywas 1,0 h-1 untuk metanol untuk

perbandingan berat minyak dari 2 % berat ditunjukkan pada Gambar . 1 . Hasil percobaan kosong

dilakukan dengan cincin keramik aktif bukan katalis ditunjukkan pada Gambar . 2 . Hal ini dapat

dilihat dari Gambar . 1 bahwa jumlah total asam menurun dengan meningkatnya suhu reaksi .

Jumlah total asam menurun tajam pada suhu reaksi antara 200 C dan 300 C , butwhen suhu reaksi

lebih tinggi dari 300 C , TAN menurun perlahan-lahan sampai mencapai nilai di bawah 0,5 mg KOH /

g , batas atas minyak angka asam rendah . Hasil ini terjadi karena esterifikasi adalah reaksi

endotermik ; dengan naiknya suhu reaksi , reaksi menghasilkan ester sampai kesetimbangan kimiatelah tercapai .

Hal ini juga dapat dilihat dari Gambar . 2 bahwa dekomposisi asam naftenat tanpa katalis sangat

lambat antara 250 dan 360 C ; dengan demikian , reaksi utama yang menurunkan TAN minyak adalah

reaksi esterifikasi dalam percobaan ini .

3.2. The effect of space velocityFig. 3 shows the effect of space velocity on the TAN of the product oil at 300 C for 2 wt% methanol. It can be observed that theTAN of the product oil increased as the space velocity increased. A large space velocity indicates a short residence time of thereactants, i.e., there is not sufficient time for the reaction to occur. It can also be seen from Fig. 3 that when the space velocitywas 1.0 h_1 and 1.6 h_1, the TANs of the product oils were almost the same. When the space velocity was below 2.5 h_1, theTAN of the product oil was less than 0.5 mgKOH/g. A high space velocity indicates less investment and more production; thus,the optimum space velocity was determined to be 2.5 h_1 for petroleum in industry.

3.2. Pengaruh kecepatan ruang

Gambar. 3 menunjukkan pengaruh kecepatan ruang pada TAN minyak produk pada 300 C selama 2

wt% metanol. Hal ini dapat diamati bahwa TAN minyak produk meningkat sebagai kecepatan ruang

meningkat. Sebuah kecepatan ruang besar menunjukkan waktu tinggal pendek reaktan, yaitu, tidak

ada waktu yang cukup untuk reaksi terjadi. Hal ini juga dapat dilihat dari Gambar. 3 bahwa ketika

kecepatan ruang adalah 1,0 dan 1,6 h_1 h_1, kulit cokelat dari minyak produk yang hampir sama.

Ketika kecepatan ruang bawah 2,5 h_1, TAN minyak produk kurang dari 0,5 mg KOH / g. Sebuah

kecepatan ruang yang tinggi menunjukkan investasi kurang dan lebih produksi; dengan demikian,

kecepatan ruang optimum bertekad untuk menjadi 2,5 h_1 untuk minyak bumi dalam industri.

3.3. The effect of the methanol to oil ratioFig. 4 shows the influence of the methanol to oil ratio at 300 _C at different space velocities. It can be seen from Fig. 4 that the

2 wt% ratio more effectively decreased the TAN compared with the 1 wt% ratio. This result is much better than the resultsreported in the patent of U.S. Pat. No. 6251305 (not using catalyst) [20]. Using the catalyst lowered the reaction temperature,increased the esterification rate, and lowered the methanol dosage.

5/27/2018 Terjemahan Katalis Nana

6/9

Fig. 5 shows the influence of the methanol to oil ratio on acid removal at different reaction temperatures at a spacevelocity of 1.0 h_1. Comparing the changes of the TAN of the product oil at different temperatures, it could be observed that,from 200 _C to 300 _C, the TAN of treated crude oils was always lower for the 2 wt% ratio than that for the 1 wt% ratio at thesame temperature. Higher dosages of methanol consume more energy and are more expensive. Comparing the results for thetwo ratios, the more suitable methanol to oil ratio was determined to be 2 wt%. The acid removal of petroleum is less than thatof the diesel fuel in the same methanol to oil ratio and at the same reaction temperature [18]. But the fixed-bed esterification ismore effective than the stirred autoclave in reference [19].

3.3 . Pengaruh metanol terhadap minyakGambar . 4 menunjukkan pengaruh metanol terhadap minyak pada 300 _C pada kecepatan

ruang yang berbeda . Hal ini dapat dilihat dari Gambar . 4 bahwa rasio 2 % berat lebih efektif

menurunkan TAN dibandingkan dengan rasio 1 % berat . Hasil ini jauh lebih baik daripada

hasil yang dilaporkan dalam paten US Pat . No 6251305 ( tidak menggunakan katalis ) [ 20 ] .

Menggunakan katalis menurunkan suhu reaksi , meningkatkan tingkat esterifikasi , dan

menurunkan dosis metanol .

Gambar . 5 menunjukkan pengaruh metanol terhadap minyak pada penghapusan asam pada

suhu reaksi yang berbeda pada kecepatan ruang dari 1,0 h_1 . Membandingkan perubahandari TAN minyak produk pada temperatur yang berbeda , itu bisa mengamati bahwa , dari

200 _C sampai 300 _C , TAN minyak mentah yang diolah adalah selalu lebih rendah untuk

rasio 2 % berat dari itu untuk rasio 1 wt % pada suhu yang sama . Dosis yang lebih tinggi dari

metanol mengkonsumsi lebih banyak energi dan lebih mahal . Membandingkan hasil untuk

dua rasio , metanol lebih cocok terhadap minyak bertekad untuk menjadi 2 % berat .

Penghapusan asam minyak kurang dibandingkan dengan bahan bakar diesel dalam metanol

yang sama terhadap minyak dan pada suhu reaksi yang sama [ 18 ] . Tapi fixed-bed

esterifikasi lebih efektif dibandingkan dengan autoclave diaduk dalam referensi [ 19 ] .

3.4. Effect of water in petroleumEsterification is a reaction that produces water, so water in the petroleum may influence acid removal. Distillation for the

removal of water from petroleum was studied. A certain amount of petroleum ether (boiling point 6090 C, the velocity ratio ofpetroleum ether to petroleum was 1:10) was added to petroleum in a f lask linked to a water separator and a condenser. Themixture was then heated to its boiling point, and as the petroleum ether boiled, the vapors were collected in the condenser. Thevapors cooled and condensed in the condenser, and the liquids flowed down into the separator. The water composed the lowerphase, and the petroleum ether composed the upper phase. The petroleum ether flowed back into the flask for re-boiling. Whenthe level of the water in the separator did not rise further, the petroleum ether was then vaporized and separated from the crudeoil. This process, called drying, results in dry crude oil. The esterification effect before and after oil drying at differenttemperatures, with a space velocity of 2.5 h 1 and a methanol/oil ratio of 1 wt%, isshown in Fig. 6.

3.4 . Pengaruh air dalam minyak bumi

Esterifikasi adalah reaksi yang menghasilkan air , sehingga air dalam minyak bumi dapat

mempengaruhi penghapusan asam . Distilasi untuk menghilangkan air dari minyak bumi dipelajari .

Sebuah jumlah tertentu petroleum eter ( titik didih 60-90 C , rasio kecepatan petroleum eter minyak

bumi adalah 1:10) ditambahkan ke minyak bumi dalam suatu tabung terkait dengan pemisah air dan

kondensor . Campuran tersebut kemudian dipanaskan sampai titik didih , dan sebagai petroleumeter direbus , uap dikumpulkan dalam kondensor . Uap didinginkan dan terkondensasi di kondensor ,

5/27/2018 Terjemahan Katalis Nana

7/9

dan cairan mengalir ke dalam separator . Air terdiri fase yang lebih rendah , dan petroleum eter

terdiri atas fase . The petroleum eter mengalir kembali ke dalam termos untuk re - didih . Bila tingkat

air di pemisah tidak naik lebih jauh, petroleum eter kemudian menguap dan dipisahkan dari minyak

mentah . Proses ini , yang disebut pengeringan , menghasilkan minyak mentah kering. Pengaruh

esterifikasi sebelum dan sesudah pengeringan minyak pada temperatur yang berbeda , dengan

kecepatan ruang dari 2,5 jam 1 dan rasio metanol / minyak 1 % berat , ditunjukkan pada Gambar . 6 .

It can be seen from Fig. 6 that the amount of removed acid varies before and after oil drying. The esterification rate of crude oilafter drying was significantly higher than that without drying at the different reaction temperatures. This finding demonstratesthat water is not conducive to esterification. This is because that the esterification is a reaction that produces water and thereaction exists equilibrium, so the presence of water may decrease the esterification. Therefore, crude oil drying can improvedeacidification

Hal ini dapat dilihat dari Gambar. 6 bahwa jumlah asam dihapus bervariasi sebelum dan sesudah

pengeringan minyak. Tingkat esterifikasi minyak mentah setelah pengeringan secara signifikan lebih

tinggi daripada yang tanpa mengeringkan pada suhu reaksi yang berbeda. Temuan ini menunjukkanbahwa air tidak kondusif untuk esterifikasi. Hal ini dikarenakan bahwa esterifikasi adalah reaksi yang

menghasilkan air dan reaksi kesetimbangan ada, sehingga keberadaan air dapat menurunkan

esterifikasi. Oleh karena itu, pengeringan minyak mentah dapat meningkatkan deacidification

3.5. Characterization of catalystFig. 7 is the pore diameter distribution of the catalyst. Table 2 is the BET properties of the catalyst. It can be seen from Fig. 7and Table2 that the catalyst has a wide distribution of pore diameter and a high surface area which can allow the molecular ofnaphthenic acids of different length and diameter to enter the pores of the catalyst and to provide enough area for esterification.

The XRD spectra of the catalyst (Fig. 8) shows that in the process of the catalyst baking, part of SnO transferred intoSn2O3, Sn and SnO2. SnO can transfer into SnO2 and Sn during 673 K and 1373 K [27]. Because the catalyst was baked at 500_C in nitrogen atmosphere in preparing, the disproportionation reaction of SnO occurred. Sn2O3 may also have catalytic activitylike SnO while SnO2 have no catalytic activity for petroleum esterification in our experiments.

3.5. Karakterisasi katalis

Gambar. 7 adalah distribusi diameter pori katalis. Tabel 2 adalah sifat BET katalis. Hal ini dapatdilihat dari Gambar. 7 dan Tabel 2 bahwa katalis memiliki distribusi yang luas dari diameter pori dan

luas permukaan tinggi yang dapat memungkinkan molekul asam naftenat panjang yang berbeda dan

diameter untuk memasuki pori-pori katalis dan untuk menyediakan lahan yang cukup luas untuk

esterifikasi.

5/27/2018 Terjemahan Katalis Nana

8/9

The XRD spektrum katalis (Gambar 8) menunjukkan bahwa dalam proses baking katalis, bagian dari

SnO ditransfer ke Sn2O3, Sn dan SnO2. SnO dapat mentransfer ke SnO2 dan Sn pada 673 K dan 1373

K [27]. Karena katalis dipanggang di 500 _C di atmosfer nitrogen dalam penyusunan, reaksi

disproporsionasi dari SnO terjadi. Sn2O3 juga mungkin memiliki aktivitas katalitik seperti SnO

sementara SnO2 tidak memiliki aktivitas katalitik untuk minyak bumi esterifikasi dalam percobaan

kami.4. ConclusionsIt can be concluded that esterification can be employed to lower the TAN of petroleum by using SnOAl2O3 as a catalyst. A highreaction temperature promotes the esterification reaction, but when the reaction temperature exceeds 300 C, the conversion of

esterification increases more slowly. A low space velocity is favorable for the esterification reaction. The reaction temperature,the space velocity and the methanol to oil ratio are the primary factors that affect the reaction. In a continuous fixed-bedreactor, the optimum reaction conditions were determined to be a reaction temperature of 300 C, a space velocity of 2.5h 1 and a methanol to oil ratio of 2 wt%. In addition, the removal of water frompetroleum was shown to improve both the esterification reaction speed and equilibrium. We have some experiments toevaluate the thermal stability of the esters. The results showed that the TAN of the thermal treated oil did not rise when it washeated to 360 C. So the esterification is a reasonable method to processing high TAN oils.

4 . kesimpulan

Hal ini dapat disimpulkan bahwa esterifikasi dapat digunakan untuk menurunkan TAN minyak bumi

dengan menggunakan SnO - Al2O3 sebagai katalis . Suhu reaksi yang tinggi mendorong reaksi

esterifikasi , tetapi ketika suhu reaksi melebihi 300 C , konversi esterifikasi meningkat lebih lambat .

Sebuah kecepatan ruang rendah menguntungkan untuk reaksi esterifikasi . Suhu reaksi , kecepatan

ruang dan metanol terhadap minyak adalah faktor utama yang mempengaruhi reaksi . Dalam

reaktor fixed-bed kontinyu , kondisi reaksi optimum ditentukan untuk menjadi suhu reaksi 300 C ,kecepatan ruang dari 2,5 jam 1 dan metanol untuk rasio minyak dari 2 % berat . Selain itu,

penghapusan air dari minyak bumi ditunjukkan untuk meningkatkan baik kecepatan reaksi

esterifikasi dan keseimbangan . Kami memiliki beberapa percobaan untuk mengevaluasi stabilitas

termal dari ester . Hasil penelitian menunjukkan bahwa TAN minyak diperlakukan thermal tidak naik

ketika dipanaskan sampai 360 C. Jadi esterifikasi adalah metode yang masuk akal untuk pengolahan

minyak TAN tinggi

5/27/2018 Terjemahan Katalis Nana

9/9

Skema 1. The fixed-bed peralatan esterifikasi dan diagram alir.

Fig. 1. Change of the total acid number of crude oil with the reaction temperature. (The initial TAN was 2.8 mgKOH/g.)

Gambar. 1. Perubahan jumlah total asam dari minyak mentah dengan suhu reaksi. (The awal TAN

adalah 2,8 mg KOH / g.)Fig. 2. Change of the TAN of crude oil with the reaction temperature without a catalyst. (The initial TAN was 2.8 mgKOH/g.)

Gambar. 2. Perubahan TAN minyak mentah dengan suhu reaksi tanpa katalis. (The awal TAN adalah

2,8 mg KOH / g.)

Fig. 3. The total acid number of crude oil versus space velocity. (The initial TAN was 2.8 mgKOH/g.)

Gambar. 3. Jumlah total asam minyak mentah dibandingkan kecepatan ruang. (The awal TAN adalah

2,8 mg KOH / g.)

Fig. 2. Change of the TAN of crude oil with the reaction temperature without a velocities. (The initial TAN was 2.8 mgKOH/g.)

Gambar. 2. Perubahan TAN minyak mentah dengan suhu reaksi tanpa kecepatan sebuah. (The awalTAN adalah 2,8 mg KOH / g.)

Fig. 5. The TAN of crude oil at different ratios of methanol to oil and reaction temperatures. (The initial TAN was 2.8 mgKOH/g.)

Gambar. 5. The TAN minyak mentah pada rasio yang berbeda metanol suhu minyak dan reaksi. (The

awal TAN adalah 2,8 mg KOH / g.)

Gambar. 7. Distribusi diameter pori.

Gambar. 6. Pengaruh minyak pengeringan pada esterifikasi. (The awal TAN adalah 2,8 mg KOH / g.)