Makalah Pretreatment

8/19/2019 Makalah Pretreatment

1/19

Pendahuluan

Crude Distillation Unit (CDU) beroperasi dengan prinsip dasar pemisahan

berdasarkan titik didih komponen penyusunnya. Kolom CDU memproduksi produk LPG,

naphtha, kerosene, dan diesel sebesar 5!"# $olume %eed, sedangkan produk lainnya

sebesar &!5# $olume %eed berupa atmospheri' residue.

tmospheri' residue pada kilang lama, yang tidak memiliki a'uum Distillation

Unit*DU, biasanya hanya di+adikan %uel oil yang $alue!nya sangat rendah atau di+ual ke

kilang lain untuk dioleh lebih lan+ut di DU. edangkan pada kilang modern, atmospheri'

residue dikirim sebagai %eed a'uum Distillation Unit atau sebagai %eed -esiduel Catalyti'

Cra'king (setelah sebagiannya di!treating di tmospheri' -esidue ydro Demetali/ation unit

untuk menghilangkan kandungan metal atmospheri' residue).

Teori Crude Distillation Unit

1. Crude Oil Composition

Crude oil terdiri dari atom 'arbon dan hydrogen yang bergabung membentuk molekul

hydro'arbon. 0erdasarkan struktur molekuler umum, hydro'arbon dikelompokkan men+adi &

ma'am, yaitu para%%in, naphthene, aromati', dan ole%in.

1.1. Paraffinenya1a para%%in paling simple adalah methane (C&). Contoh senya1a para%in lain

adalah ethane (C2") atau biasa disebut dry gas, propane (C34), butane (C&),

pentane (C52), he6ane (C"&), heptane (C7"), o'tane (C44) dan seterusnya.

8olekul para%%in mempunyai %ormula standard Cn2n92 dengan n adalah +umlah atom

'arbon. Penamaan senya1a para%in mempunyai keunikan, yaitu diberi akhiran :!ane;.

1.2. Naphthene

truktur hydro'arbon +enis ini lebih kompleks dari struktur hydro'arbon +enis para%%inkarena atom 'arbon tersusun dalam suatu 'in'in. Contoh struktur hydro'arbon +enis

naphthene adalah sebagai berikut.


2/19

1.3. Aromatik

enya1a aromatik yang paling sederhana dan yang memiliki boiling point paling

rendah adalah ben/ene (C""). enya1a ini serupa dengan senya1a naphthene dalam hal

struktur ring namun berbeda dalam hal +umlah atom hydrogen yang hanya satu yang terikat

pada atom 'arbon (naphthene memiliki 2 atom hydrogen yang terikat pada atom 'arbon).

1.4. Olefin


3/19

eperti pemberian nama pada +enis para%%in, penamaan +enis ole%in mempunyai

keunikan. =ika senya1a memiliki ikatan rangkap disebut dengan akhiran ;!ene; (seperti

propene, butene) dan +ika senya1a memiliki 2 ikatan rangkap disebut dengan akhiran ;!

adiene; (seperti butadiene, propadiene).

1.5. en!a"a #ain

elain mengandung senya1a!senya1a hydro'arbon seperti tersebut di atas, 'rude

oil +uga mengandung senya1a!senya1a lain dalam +umlah ke'il yang dikelompokkan

sebagai impurities, seperti sebagai berikut>

alts*Garam

enya1a garam yang paling banyak adalah senya1a 'hloride, seperti sodium 'hloride,

magnesium 'hloride, dan 'al'ium 'hloride. enya1a garam ini dapat membentuk asam

yang dapat menimbulkan korosi pada bagian atas kolom CDU. enya1a garam +uga bisa

menyebabkan plugging pada peralatan seperti heat e6'hanger dan tray kolom %raksinasi.


4/19

enya1a sul%ur

=ika sul%ur 'ontent suatu 'rude tinggi disebut ;sour 'rude;. enya1a sul%ur yang paling

ringan adalah hydrogen sul%ide (2) yang selain korosi% +uga merupakan deadly gas.

enya1a lain adalah mer'aptan yang merupakan nama umum untuk para%%ini' hydro'arbon

yang satu atom hydrogennya diganti dengan radikal ?. enya1a sul%ur lainnya

mempunyai struktur ring ole%in dan biasanya diberi nama depan :thio;.

8etal

=enis metal yang biasa ditemukan di 'rude oil adalah arseni', lead (timbal), $anadium, nikel,

dan besi. ebagian besar metal dalam umpan CDU akan keluar bersama atmospheri'

residue. rseni' dan lead merupakan ra'un paling mematikan dari katalis unit 'atalyti'

re%orming, sedangkan $anadium, nikel, dan besi akan mendeakti$asi katalis 'atalyti'

'ra'king.


5/19

and, 8ineral 8atter and @ater

enya1a!senya1a ini dikelompokkan bersama sebagai 0ase ediment and @ater (0A@),

dan biasanya ber+umlah kurang dari ,5 #1t total 'rude.

2. Aliran Proses Crude Distillation Unit

Pro'ess Blo1 Diagram CDU dapat dilihat pada gambar berikut>


6/19

2.1. $aria%el Proses Crude Distillation Unit

0eberapa $ariabel proses yang berpengaruh pada operasi CDU adalah sebagai

berikut >

$.1. &lash 'one Temperature

emakin tinggi %lash /one temperature maka semakin banyak yield produk yang

dihasilkan, dan sebaliknya semakin sedikit yield bottom CDU. amun %lash /one

temperatue tidak boleh terlalu tinggi karena dapat mengakibatkan ter+adinya thermal

de'omposition*'ra'king umpan. emperature thermal de'omposition*'ra'king

tergantung +enis umpan. Pada umumnya temperature thermal

de'omposition*'ra'king 'rude adalah sekitar 37 oC (U


7/19

0eberapa 'ontoh permasalahan, penyebab, dan troubleshooting yang ter+adi di

Crude Distillation Unit dapat dilihat dalam table FF berikut ini >


8/19

&eed dan Produk Crude Distillation Unit

=enis umpan CDU dapat berupa ;sour; 'rude atau :s1eet; 'rude tergantung dari

disainnya. Penggunaan 'rude non!disain tetap dimungkinkan namun terlebih dahulu

harus dilakukan u+i 'oba pemakaian untuk mengetahui e%eknya terhadap unit!unit

do1stream.

ypi'al produk CDU adalah sebagai berikut >

ingkat keta+aman pemisahan ditentukan berdasarkan gap antara 5# temperatur

distilasi 8 %raksi dengan boiling point lebih rendah dan 5# temperatur distilasi

8 %raksi dengan boiling point lebih tinggi. 0est pra'ti'e gap tersebut adalah

sebagai berikut>

traight run naphtha*Kerosene > 2 oB ( oC).

2 Kerosene*Diesel > oB (5," oC).


9/19

Pendahuluan

ydro'ra'king merupakan unit proses kilang minyak bumi yang termasuk kelompok

se'ondary pro'essing, yaitu proses do1nstream kilang minyak bumi yang

menggunakan reaksi kimia untuk menghasilkan produk!produknya. @alaupun

menggunakan katalis dan prosesnya meng!'ra'king umpan, namun seringkali

ydro'ra'king tidak dikelompokkan ke dalam 'atalyti' 'ra'king. eringkali istilah

'atalyti' 'ra'king hanya diperuntukkan kepada unit!unit proses Bluid Catalyti'

Cra'king atau -esidual Catalyti' Cra'king atau -esidual Bluid Catalyti' Cra'king

(perbedaan ketiganya terutama hanya pada +enis umpannya). edangkan

hydro'ra'king dikelompokkan terpisah, berdiri sendiri sebagai ydro'ra'king.

Teori +!dro,ra,kin)

ydro'ra'king merupakan proses mengubah umpan berupa minyak berat men+adi

produk!produk minyak yang lebih ringan dengan kehadiran hydrogen dengan

bantuan katalis dan menggunakan tekanan tinggi (hingga s*d 2 kg*'m2H

umumnya 75 kg*'m2) dan temperatur medium (2 s*d &5& oC). Catalyst yang

digunakan berbasis sili'a alumina dengan kombinasi nikel, molybdenum, tungsten.

Beed hydro'ra'king yang umum adalah hea$y atmospheri' gas oil, hea$y $a'uum

gas oil, 'atalyti'ally gas oil, atau thermally 'ra'ked gas oil. Beedsto'k ini diubah

men+adi produk!produk dengan berat molekul yang lebih ringan dan biasanya

dengan memaksimalkan produk naphtha atau distillates (kerosene atau diesel).

-eaksi (imia +!dro,ra,kin)-eaksi yang ter+adi pada proses hydro'ra'king adalah >

IJ-eaksi utama >

ydrogenasi P (Poly u'lei' romati')

2 -ing opening dan pemisahan rantai samping

3 -eaksi 'ra'king para%%ine

IJ-eaksi lain

& Fsomerisasi (enya1a 'in'in, rantai samping, para%%ine)

5 Pen+enuhan ole%in

" Penghilangan sul%ur, nitrogen, oksigen


10/19

7 Kon$ersi polynaphthene dan P

4 kumulasi para%in di un'on$erted oil*UC


11/19

0ersamaan dengan proses hydro'ra'king, impurities yang terkandung dalam %eed,

seperti senya1a sul%ur, nitrogen, oksigen, halide, dan metal +uga dihilangkan. elain

itu senya1a ole%in +uga di+enuhkan.

Penghilangan sul%ur dilakukan dengan 'ara mengubah senya1a sul%ur organi'

men+adi hydrogen sul%ide dan hydro'arbon.

2 Penghilangan nitrogen dilakukan dengan 'ara mengubah senya1a nitrogen organi'

men+adi ammonia dan hydro'arbon.

3 Penghilangan oksigen dilakukan dengan 'ara mengubah senya1a oksigen organi'

men+adi air dan hydro'arbon.

& Penghilangan halida dilakukan dengan 'ara mengubah senya1a halide men+adi

'hloride a'id dan hydro'arbon.

5 Pen+enuhan ole%in dilakukan dengan 'ara meng!hydrogenasi senya1a ole%in men+adi

para%in. u+uan pen+enuhan ole%in adalah untuk peningkatan stabilitas produk saat

penyimpanan (1arna dan sediment).

" Penghilangan metal > senya1a organik metal akan terdekomposisi dan metal akan

se'ara permanen diserap atau beraksi dengan katalis. 8etal ini merupakan ra'un

katalis yang permanen (tidak dapat dihilangkan).

emua reaksi di atas bersi%at eksotermis sehingga temperatur akan naik saat %eed

mele1ati unggun katalis ('atalyst bed).

Urutan kemudahan reaksi yang ter+adi di hydro'ra'king adalah sebagai berikut

(mulai dari yang paling mudah hingga yang paling susah) >

Penghilangan logam

2 Pen+enuhan ole%in

3 Penghilangan sul%ur

& Penghilangan nitrogen

5 Penghilangan oksigen

" Pen+enuhan 'in'in (heteroaromati' multiring aromati' monoaromati')7 Cra'king naphthene (multiring naphthene mono naphthene)

4 Cra'king para%in

&eed Produk dan /ar)in +!dro,ra,kin)

Dalam aplikasinya, umpan dan produk hydro'ra'king adalah sebagai berikut >


12/19


13/19


14/19


15/19

CATA#0T*C -&O-/*N P-OC

P#AT&O-/*N P-OC

*. Pendahuluan

Catalyti' re%orming (atau U


16/19

*$.1. Aliran Proses emi-e)eneratie Catal!ti, -eformin) 6&i7ed

8ed Catal!ti, -eformin)9

Pro'ess Blo1 Diagram Bi6ed 0ed Catalyti' -e%orming dapat dilihat pada gambar berikut >


17/19

$aria%el Proses Catal!ti, -eformin) Unit

0eberapa $ariabel proses yang berpengaruh pada operasi Catalyti' -e%orming

adalah sebagai berikut >

$.1. Catal!st T!peipe katalis berpengaruh terhadap operasi 'atalyti' re%orming terutama dalam hal

basi' 'atalyst %ormulation (metal!a'id loading), 'hloride le$el, platinum le$el, dan

a'ti$ator le$el.

$.2. Temperatur -eaksi

Catalyti' re%ormer rea'tor 'atalyst bed temperature merupakan parameter utama

yang digunakan untuk mengendalikan operasi agar produk dapat sesuai dengan

spesi%ikasi. Katalis 'atalyti' re%ormer dapat beroperasi hingga temperatur yang 'ukup

tinggi, namun pada temperatur di atas 5" oC dapat menyebabkan reaksi thermal


18/19

yang akan mengurangi re%ormate dan hydrogen yield serta meningkatkan ke'epatan

pembentukan 'oke pada permukaan katalis.

emperatur rea'tor dapat dide%inisikan men+adi 2 ma'am, yaitu >

@eighted $erage Fnlet emperature (@F), yaitu total (%raksi berat katalis dalam

bed dikali temperature inlet bed).

2 @eighted $erage 0ed emperature (@0), yaitu total (%raksi berat katalis dalam

bed dikali rata!rata temperatur inlet dan outlet).

Dari kedua ma'am de%inisi tersebut di atas, @F paling sering digunakan dalam

perhitungan karena kemudahan perhitungan, 1alaupun @0 sebenarnya adalah

ukuran yang lebih baik dari kondisi reaksi dan temperatur katalis rata!rata.

$.3. pa,e $elo,it!

pa'e $elo'ity merupakan ukuran +umlah naphtha yang diproses untuk +umlah katalis

yang tertentu selama 1aktu tertentu. =ika $olume umpan naphtha per +am dan

$olume katalis yang digunakan, istilah yang digunakan adalah LiEuid ourly pa'e

elo'ity (L). edangkan +ika berat umpan naphtha per +am dan berat katalis

yang digunakan, maka istilah yang digunakan adalah @eight ourly pa'e elo'ity

(@). atuannya sama, yaitu *+am

emakin tinggi spa'e $elo'ity atau semakin rendah residen'e time, maka semakin

rendah o'tane number (-


19/19

$.5. +!dro)en+!dro,ar%on -atio

ydrogen*hydro'arbon ratio dide%inisikan sebagai mol re'y'le hydrogen per mol

naphtha umpan. Kenaikan 2*C ratio akan menyebabkan naphtha melalui reaktor

dengan lebih 'epat (residen'e time lebih singkat), sehingga akan menurunkan

ke'epatan pembentukan 'oke pada permukaan katalis dengan pengaruh yang ke'il

terhadap kualitas dan yield produk.

Makalah Pretreatment

Documents

Transcript of Makalah Pretreatment