Introduction

Kompleks aromatik merupakan kombinasi dari unit proses yang bisa digunakan untuk

mengkonversi nafta petroleum dan gas pirolisis menjadi dasar intermediet petrokimia, yaitu

benzena, toluena, dan xylene (BTX). Untuk menghasilkan benzena dan toluena dari aromatik

kompleks, digunakan distilasi ektraktif menggunakan sulfolan sebagai pelarut. Proses sulfolane

digunakan untuk memulihkan aromatik yang kemurniannya tinggi dari campuran hidrokarbon,

seperti reformat (reformasi petroleum naphta), pirolisis gas (pygas), atau COLO (Coke Oven

Light Oil). Petroleum naphta merupakan aliran cairan hidrokarbon intermediet yang dihasilkan

dari proses refinery minyak mentah. COLO merupakan hasil sampingan pada industri besi, yang

dihasilkan selama proses konversi termal batubara. Proses ini dinamakan proses sulfolane karena

solven yang digunakan adalah tetrahydrothiophene 1,1-dioxide atau sulfolane. Sulfolane

dikembangkan sebagai pelarut oleh perusahaan Shell di tahun 1960an dan sampai sekarang

masih menjadi pelarut yang paling efisien untuk proses recovery aromatik. Kebanyakan proses

perbaikan yang tergabung dalam unit sulfolane modern didasarkan pada fitur desain dan

teknik operasi yang dikembangkan oleh UOP.

Proses sulfolane dapat diterapkan sebagai kombinasi dari ekstraksi cair-cair (Liquid-

Liquid Extraction / LLE) dan distilasi ekstraktif (ED) atau, dengan feed yang tepat, hanya ED.

Pemilihannya merupakan fungsi dari bahan baku dan tujuan pengolahan, seperti yang dijelaskan

di bawah ini.

Proses sulfolane biasanya tergabung dalam sebuah kompleks aromatik untuk memulihkan

produk benzena dan toluena yang memiliki kemurnian tinggi dari reformate. Dalam industri

modern yaitu kompleks aromatik yang terintegrasi UOP, unit sulfolan terletak di downstream

dari reformat kolom splitter. Fraksi C6 – C7 dari bagian atas splitter reformat dimasukkan ke

dalam unit sulfonate.

Gambar 1. Kompleks aromatik terintegrasi UOP

Ekstrak aromatik dari unit sulfolane diperlakukan seperti tanah liat untuk menghilangkan

bekas olefin, dan produk tunggal benzena dan toluena diperoleh kembali dengan fraksinasi

sederhana. Rafinat paraffin dari unit sulfolane biasanya dicampur ke kolam gas atau digunakan

pada pelarut alifatik. Proses sulfolane juga dapat menjadi cara yang menarik untuk mengurangi

konsentrasi benzena pada kolam gas di pengilangan sehingga memenuhi persyaratan gas yang

berformulasi baru. Dalam aplikasi tipe pengurangan benzena, sebagian dari reformat yang

terdebutanisasi dimasukkan ke kolom splitter reformat. Jumlah reformat yang dimasukkan ke

splitter ditentukan oleh derajat pengurangan benzena yang diperlukan. Dengan mengalirkan

beberapa reformat di sekitar splitter dan menggabungkannya kembali dengan bagian bawah

splitter, menyediakan kontrol dari konsentrasi akhir benzena.

Gambar 2. Aplikasi Pengurangan Benzena

Splitter yang kaya benzena pada bagian atas dikirimkan ke unit sulfonate, yang

menghasilkan produk benzena yang kemurniannya tinggi yang bisa dijual ke pasar petrokimia.

Rafinat dari unit sulfolan bisa dicampur kembali ke kolam gas atau ditingkatkan dalam unit

isomerisasi. Perbaikan pada proses sulfolane telah memungkinkan penerapan distilasi ekstraktif

untuk memberikan umpan yang secara tradisional telah dikirim ke kombinasi unit LLE / ED.

Untuk laju alir umpan yang sama, unit distilasi ekstraktif memakan sekitar 80% dari biaya

instalasi kombinasi unit LLE / ED.

Aspek ekonomi satu dengan yang lain merupakan pertanyaan yang besar dari utilitas

yang diperlukan untuk mencapai spesifikasi produk yang kemurniannya tinggi pada recovery

yang memuaskan dari BTX. Penerapan dari distilasi ekstraktif dipilih ketika feed sulfolan kaya

akan aromatik. Dalam kasus seperti itu, jumlah rafinat yang dipanaskan pada bagian atas kolom

distilasi ekstraktif berkurang, yang mengonsumsi energi. Pemilihan yang semakin ekonomis

menjadi keputusan dalam aspek ekonomi dan keteknikan. Beberapa fakor yang harus

diperhitungkan termasuk :

New versus revamp equipment

Harga utilitas

Komposisi feed (rentang pemanasan, non-aromatik, impuritas)

Spesifikasi produk

Pemilihan Pelarut

Kecocokan pelarut untuk ektraksi aromatik melibatkan hubungan antara kapasitas pelarut

untuk mengabsorb aromatik (kelarutan) dan kemampuan pelarut untuk membedakan aromatik

dan non-aromatik (keselektivan). Penelitian tentang pelarut polar yang umum digunakan untuk

ekstraksi aromatik menyatakan beberapa persamaan kualitatif berikut :

Ketika hidrokarbon-hidrokarbon yang mengandung nomor atom karbon sama

dibandingkan, kelarutannya akan berkurang dengan urutan : aromatik – naphta – olefin –

paraffin.

Ketika hidrokarbon-hidrokarbon yang memiliki rantai homolog (memiliki struktur yang

sama) dibandingkan, kelarutan akan berkurang dengan semakin meningkatnya berat

molekular.

Selektivitas pelarut akan menurun seiring dengan meningkatnya kandungan hidrokarbon

pada fasa pelarut.

Disamping kesamaan-kesamaan umum di atas, berbagai jenis pelarut umum digunakan

untuk pemulihan aromatik yang memiliki perbedaan kuantitatif secara signifikan. Sulfolan,

memperlihatkan kelarutan aromatik yang lebih baik pada selektivitas tertentu dibandingkan

pelarut umum yang lain. Konsekuensi praktis dari perbedaan ini adalah design unit ekstraksi

yang menggunakan pelarut sulfolan memerlukan laju sirkulasi pelarut yang lebih rendah dan

mengonsumsi energi yang lebih rendah. Selain unggul dalam kelarutan dan selektivitas, pelarut

sulfolan memeiliki tiga keuntungan sifat fisika utama yang memiliki pengaruh signifikan pada

rencana investasi dan harga operasi, yaitu :

Spesifik gravitasi tinggi (1.26)

Spesifik gravitasi yang tinggi memberikan kapasitas aromatik dari sulfolan untuk secara

penuh dieksploitasi sambil menjaga perbedaan densitas yang besar antara fasa

hidrokarbon dan pelarut dalam ekstraktor. Perbedaan densitas yang besar ini,

meminimalisir diameter ektrakstor yang diperlukan. Densitas fasa liquid yang tinggi pada

bagian distilasi ekstraktif, meminimalisir ukuran peralatan yang diperlukan

Kalor spesifik rendah [0.4 cal/g oC (0.4 BTU/lb oF)]

Kalor spesifik yang rendah dari pelarut sulfolan mengurangi beban panas pada fraktinator

dan meminimalisir kerja pelarut pada heat exchanger.

Titik didih tinggi [287oC (549oF)]

Titik didih sulfolane secara signifikan lebih tinggi daripada hidrokarbon aromatik berat

yang ingin dipulihkan, memfasilitasi pemisahan pelarut dari ekstrak aromatik.