katalitik reforming

TUGAS PENGANTAR INDUSTRI PETRO DAN OLEO KIMIA

KATALTIK REFORMING

Oleh

ALI THAMRIN ( 0607120480 )MUHAMMAD RIFAI ( 0607131303 )

olehoiiiiii

Jurusan Teknik Kimia S1Fakultas Teknik Universitas Riau

Pekanbaru2008

tugas pengantar industri petro dan oleo kimia 1

KATALITIK REFORMING

Katalitik reforming awalnya dibuat dalam dua cara yang berbeda, tergantung

dari apa yang digunakan dalam penyempurnaan atau untuk petrokimia. Perbedaan ini,

berhunbungan dengan kondisi operasi, kekentalan, pertumbuhan untuk daya yang

lebih tinggi dari gasolin, yang lebih cepat dari benzen, toluen dan xilen dalam industri

kimia, dan karena keperluan untuk meningkatkan bilangan oktan, dengan kata lain

peningkatan dalam kandungan aromatik dan perubahan-perubahan lain. Pada awalnya

prosesnya menitik beratkan pada regulasi pencemaran dan perpindahan parsial dari

gasolin, dan juga karena kebutuhan energi yang semlkin meningkat dari peroleum

cuts.

Dengan meningkatnya keperluan energi maka pabrik-pabrik akan mencoba

lagi mengembangkan proses yang lebih spesifik.

Dalam penyempurnaan, mereka menggunakan reformer operasi yang lebih

tinggi, tetapi dengan stabillitas operasi yang besar dan mengubah yield gasolin. dalam

petrokimia, optimasi dari produksi benzen, toluen dan xilen (BTX) aromatik

digunakan reaktor temperatur tinggi.

Sehingga, katalitik reforming yang penting adalah proses penyempurnaan,

yang mana dengan ekstensif dijelaskan dalam spesialisasi kerja. Di sini kita hanya

menjelaskan aspek-aspek utama dan spesifik bentuk aplikasi untuk memproduksi stok

umpan petrokimia.

I. Karakteristik fisika-kimia reforming

A. Reaksi yang Terlibat

Untuk mendapatkan bilangan oktan yang tinggi dari pencampuran-

pencampuran hidrokarbon, aromatik dihasilkan dari reaksi :

a. Dehirogenasi Naftan ( Alkali siklo heksan) menjadi aromatik.

b. Dehidrosiklisasi Parafin dan isoparafin menjadi aromatik.

Penambahan isomerisasi dari parafin menjadi isoparafin dan alkil siklo

heksan, konversi diperoleh dari reaksi masuk.


Angka dari reaksi juga diperoleh, Angka yang paling adalah :

a. formasi kokas.

b. Hidrocracking parafin dan naftan.

c. Demetanasi.

B. Temodinamika Dan Kinetika Reaksi

Stabilitas aromatik dalam perbandingan dengan hidrokarbon lain dapat

ditingkatkan dengan menaikan temperatur ( fig 2.1), jadi operasi pada suhu kira-kira

300oC. Bagaimanapun perbandingan kinetik diantara desired dan side reaksi

memberikan kenaikan untuk pemilihan kondisi operasi yang sepesifik untuk

memperoleh konversi:

a. dehidrogenasi naftan menjadi aromatik adalah reaksi endotermik

yang tinggi (∆H =210kj/mol) dan eksotropik. Ini menguap dengan

kenaikan temperatur dan tekanan rendah. Laju raksi menurun

dengan meningkatnya jumlah atom karbon dalam umpan, tetapi

substansinya lebih tinggi daripada reaksi yang lain yang meningkat

karena jumlah atom karbon.

b. Dehidrosiklisasi parafin lebih endotermik dan eksentropik dari pada

dehidrogenasi (∆H = 250 Kj / mol). Dapat menguap dengan

tekanan tinggi dan tekanan lebih rendah. sehingga dehirosiklisasi

lebih lambat daripada dehidrogenasi dan tidak menurunkan laju

reaksi. Ini sangat penting jika kondisi operasi dinaikkan ( temperatur

ditingkatkan pada tekanan rendah ).

c. Isomerisasi dari n-parafin menjadi isoparafin dan dari alkil silklo

pentana menjadi alkil siklo heksana. Reaksinya sedikit isotermik

(∆H = 10 – 12 Kj / mol ) sangat cepat pada kondisi operasi biasa.

Oleh karena itu tidak berpengaruh terhadap temperatur dan tekanan,

tetapi berpengaruh terhadap bentuk aromatik dari dehidrosiklisasi.

Kesetimbangan termodinamika dari isomerisasi konstant dari reaksi

masuk.


d. Pembentukan kokas dihasilkan dari intensif cracking hidrokarbon,

yang menguap dengan temperatur tinggi dan tekanan rendah.

Pembentukan kokas merupakan suatu yang paling menggangu

reaksi karena kokas menurunkan aktivitas katalis yang digunakan.

Kokas diperkecil dengan mempertahankan tekanan hidrogen yang

dimasukkan ke reaksi pada hidrocracking.

e. Hidrocracking adalah reaksi isotermis (∆H = - 40 Kj / mol ).

Hidrocracking memiliki termodinamika yang kompleks dalam

kondisi operasi yang biasa tetapi laju reaksi lambat. Pada

temperature tinggi, konversi menjadi sangat penting dibandingkan

isomerisasi dan hidrogenasi. Dengan kata lain, hidrocracking

meninngkat dengan cepat dengan kenaikan konsentrasi aromatik.

Pertimbangan ini diilustrasikan dengan perhitungan termodinamika beberapa

hasilnya diberikan pada tabel.1

Reaksi Kisetimbangan T (oC) untuk konversi 90%

0.1x106 pa 1x106 pa 2.5x106 pa 5x106 pa

Cyaloheksan benzen + H2........

metalicloropentan benzen +3H2..

n-heksan benzen + 4H2..

metalicloroheksan toluen +3H2..

n-heptane toluen +4H2..

294

315

354

248

305

355

391

487

320

428

355

492

562

356

496

487

540

623

385

550

tabel.1 perhitungan termodinamika

Dalam teori, kondisi vapor terjadi pada tekanan 0,1 x 106 Pa dan temperatur

tidak melebihi 3500C, pada reaksi pemecahan atau pembentukan kokas merupakan

excess. Pada kasus ini selektivitas operasi diperkecil, sehingga reaksi akan

menghasilkan aromatik-aromatik yang memiliki selektivitas aktiv. operasi

memerlukan tekanan parsial yang tinggi dan hidrogen.

II. Aktivitas Katalis Reaksi

A. Tipe-tipe katalis


Reaksi-reaksi dengan katalis akan lebih untuk menguapkan isomerisasi dan

siklisasi lebih baik dari dehidrogenasi. Ini berarti sistem katallis digunkan multi fungsi

dan secara teori reaksinya adalah sebagai berikut :

a. Fungsi hirogenasi / dehidrogenasi dilengkapi dengan penggunaaan logam,

elemen ini harus aktiv dan stabil pada reaksi-reaksi panas ( ≈≈ 500 0C ) dan

harus diawasi untuk mencegah tau memeperkecil demetanisasi reaksi.

b. Fungsi asam dilengkapi dengan support, dengan tau tanpa penambahan

senyawa-senyawa halogen, dengan isomerisasi uap dan reaksi siklisasi untuk

macam-macam reaksi. Pengasaman harus dikontrol dengan hidrocracking

modern.

Ada dua tipe katalis yang sering digunakan :

1. Katalis yang terdiri dari oksida-oksida dan sulfida seperti Cr, Mo, dan W.

2. Katalis yang terdiri dari logam yang baik, biasanya platinum murni atau

dikombinasikan dengan substan logam lainnya.

Oksida dan sulfida awalnya digunkan karena tidak berpengaruh terhadap

senyawa-senyawa sulfur dalam stock umpan, tetapi menurunkan selektiviatas. Katalis

yang paling baik digunakan adalah katalis dari logam dibandingkan dari senyawa

oksida dan sulfida, untuk sistem konvensional. katalis ini menunjukkan karakteristik

sebagai berikut :

a. Support biasnya terdiri dari Aluminium, terdiri dari senyawa-

senyawa halogen seperti klorida, flourida, atau kombinasi dari

keduanya yang menghasilakn produk dalam bentuk Extradates

diameternya kira-kira 1,5 mm, dengan luas permukaan spesifik

200 m2/gr atau membulat pada sistem generatif.

b. Logam yang baik seperti platinum dengan batas 0,2 – 0,8 %

berat.

Katalis BI “ dan multi metalik telah saat ini banyak digunakan untuk:

a. untuk memulai menggunakan rhenium membantu untuk setabilitas

performance yang basar terhadap waktu, dilanjutkan dengan membiarkan

pembentukan kokas. Hasil kemungkinan lebih banyak dalam operasi yang

lebih tinggi (tekanan rendah, rasio hidrogen rendah dan temperatur tinggi).


b. Berikutnya menggunakan bermacam-macam prometer lain yang juga

dihasilkan dalam selektifitas instrinsik yang lebih baik(rasio n-heptan

aromatisasi dan laju craking)

Perubahan ini diturunkan dalam aktivitas , offset dari kenaikan temperatur

dengan perbandingan stabilitas dan hasil ( yield ) yang tinggi.

Hukum dari penambahan ini, bisa digunakan dalam dalam Bi atau kombinasi

multimetalik ( Re, Ir, Ru, Ag, Uu, Ge, dan lain-lain ) yang susah dipahami. membantu

untuk menambah bagain platinum dalam bagian dispersi yang tepat, dan untuk

menyesuaikan karakter asam dari support. Ini menunjukkan perbandingan dari katalis

metalik terhadap pembentukan alloy atau sekelompok polimetalik.

B. Aktivitas katalis

Aktivitas katalis berkurang karena dua faktor yaitu :

a. Pembentukan deposit kokas selama perlakuan yang berubah dari regenerasi.

b. Penunjukkan dalam stock umpan dari racun-racun yanng merubah

praperlakuan.

1. Pembentukan kokas

Pembentukan kokas tidak menjadi senyawa olefin dan diolefin dipengaruhi

oleh temperatur rendah, kenaikan tekanan, dan meningkatkan hidrogen atau ratio

hidrokarbon dalam reaktor.

Pembentukan kokas juga tergantung dari tipe stock umpan, dan dan dalam

polisiklik hidrokarbon dan molekul-molekul panjang. Menggunakan kokas berakibat

mengurangi atau memperkecil tegangan permukaan dari katalis karena besarnya

konversi. Untuk mengembalikan keadaan ini, temperatur harus ditingkatkan. Ketika

temperatur maksimum telah dicapai oleh katalis, operasi harus dihentikan untuk

regenerasi.

Jumlah kokas berkisar antara 1- 14 % berat katalis tergantung dari kondisi dan

tipe reaktor. Regenerasi dengan pembakaran dicapai perlahan-lahan di bawah suhu

500 0C, untuk menghindari hot spot yang merugkan dalam sistem katalis. Setelah

nitrogen menyebar, digunakan oksigen yang diperoleh dari 2-15 % volum. Kokas

yang dihasilkan kecil, maksimum 0,2 % berat.


Operasi ini lebih baik dengan multikatalis, dimana perubahan additives

( penambahan ) dari sublimasi atau penghancuran dapat dicegah.

2. Racun- racun katalis

Katalis platinum angat sensitiv terhadap racun, disebabkan oleh :

b. permanen terhadap logam : Arsenik, lead, tembaga, dan air

raksa.

c. Reversibel terhadap beleranng, nitrogen, air, dan golongan

halogen.

Ini membuat proses pemurnian stock umpan diperlukan, sebagai contoh

maksimum hasil ynag diperoleh dari masing-masing impuriti sebelum dan sesudah

treatment stock umpan diberikan dalam tabel 2. :

impurity conten

Before pretreatmen After pretreatmen

Arsenic (pbb)

Lead (pbb)

Copper (pbb)

Nitrogen (ppm)

Organic chlorine (ppm)

Water (ppm)

Sulfur (ppm)

50

50

50

2

2

30

200-1000

20

20

20

1

0.1

4

10-5

tabel 2. masing-masing impuriti sebelum dan sesudah treatment stock umpan

d. Sulfur dan senyawa-senyawa sulfur membentuk H2S, yang

menghalangi hidrogenasi / fungsi dehidrogenasi dari sistem

katalis dengan adsorpsi pada platinum. sementara di eksploitasi

dengan katalis baru, yang aktivitas excessnya dibatasi oleh

pemasukan 0,2-0,4 % berat H2S dalam stock umpan, untuk

mecegah pembentukan kokas yang tidak sempurna. Sistem Bi

metalik lebih sensitiv daripada platinum sendiri untuk


menimbulkan racun dalam stock umpan ( terutama sulfur).

Spesifikasi yang diharapkan normalnya kecil dari 3 ppm, tapi

beberapa katalias dapat beroperasi lebih dari 5 ppm.

e. Nitrogen dan turunannya dihasilkan dari produksi amonia, yang

menghalangi fungfsi katalis asam.

f. Air dan senyawa halogen. Air dalam excess karena halogen

stripping dan menurun dalam isomerisasi dan aktivitas cracking

dari katalis. Sangat sedikit air dalam pembentukan metana.

Kandungan air yang optimal dalam recycle gas harus pada lie

antara 5 dan 60 ppm.

Berdasarkan tipe katalis yang digunakan perbandingan dapat diatur dengan

penambahan air atau halogen-halogen (sebagai contoh dalam CCl4) dibatasi dengan

masing-masing kejadian spesifik.

d. selektifitas terhadap racun-racun permanen adalah sama untuk tipe-tipe

untuk katalis yang berbeda(AS<0.001 ppm, bb , Cu atau Hg <0,05 ppm saat

pemasukan reaktor).

Perlakuan awal adalah bentuk utama untuk menggantikan senyawa sulfur, biasanya

dengan hidrosulfurisasi dari stok umpan, tergantung dari stabilisasinya untuk

memisahkan bentuk H2S oprasi ini menguntungkan terhadap perubahan secara si

multan terhadap kotoran lain.

III. Industri Katalytic Reforming

1.Semi-regenerative units

Treatment ini secara in-situ selama periode shutdown tiap 6 bulan sampai 1 tahun

Umpan dimsukan kedalam tungku perapian, kemudian diumpankan kedalam

sebuah reaktor, ini berlangsung secara kontinu sampai melibatkan 3 tungku perapian

dan 3 reaktor. Setelah itu dibawa ke seperator drum pada bagian atas, bagian yang

tidak diinginkan di recycle ke pretreatement sedangkan H2 yang berlebih disahkan

sebelum masuk ke proses pretreatement. Dan hasil yang dinginkan dipompakan ke

stabilzation colum sampai diperoleh stabilzed reformate. Prossesnya dapat dilihat

pada Fig 1


Fig 1 Semi-regenerative units

2.Cyclic regenerative units

Dengan menggunakan ‘reaktor swing’ tambahan untuk tempat regenerasi.Proses ini

hampir sama substansialnya dengan Semi-regenerative units, namun yang

membedakannya hanya pada penggunaan reaktor swing yang ditambahkan pada

proses ini.

3.Regenerative processes

Proses ini merupakan pengembangan berupa sistem katalis multi logam.

Ada 2 prinsip proses yang bisa digunakan :

a).regenerative process by UOP process

Prinsip teknologi yang regenerative dikenal dengan UOP dan IFP Di dalam proses

UOP, terdiri dari empat radial-flow reaktor yang berurut. Bahan baku diumpankan ke

bagian pertama furmace, hasil dari furmace bagian pertama kemudian dibawa ke

reaktor 1,keluaran dari reaktor ini diumpankan ke furnace bagian 2 begitu seterusnya

sampai keluaran furnace 4 diproses ke reaktor 4. keluaran dari reaktor 4 diproses lebih

lajut sapai diperoleh stabilization. untuk lebih lengkapnya dapat dilhat pada Fig 2.


Fig 2 regenerative process by UOP process

b).Regenerative reforming process by IFP process

IFP proses ( Fig.3) hampir sama dengan proses regenerative process by UOP process

yang memiliki empat reaktor terpisah dan dengan jenis aliran intermediate/antara

feedstock melalui suatu furnace baru diumpankan ke reaktor pertama, ke 2 dan

seterusnya sampai diperoleh effluent. Seperti pada Fig 3.

Fig 3 Regenerative reforming process by IFP process


Adapun perbedaan masing-masing proses dapat dilihat pada table berikut :

Process Semi-regenerative

units

Cyclic

regenerative units

Regenerative

processes

Pressure ( 106 Pa) 0.7 to 4 1.5 to 2.5 1

Temperature (oC )at

start and end of run

480 to 550 510 to 540 510 to 540

H2/hydrocarbon

mole ratio in

feedstock

3 to 10 4 to 5 3 to 4

LHSV ( h-1 ) 1 to 4 3.5 to 4 1.5 to 4

IV. Pretreatment process

Proses ini berfungsi menghilangkan substan-substan yang dapat mengurangi kinerja

dari katalis seperti sulfur, nitrogen and metals.


katalitik reforming

Documents