Minyak Bumi

Minyak Bumi atau Petroleum (petrus dan oleum), dijuluki jugasebagai emas hitam.

Minyak Bumi adalah cairan kental, coklat, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapaarea di kerak bumi.

Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks berbagaihidrokarbon.

PENGOLAHAN MINYAK BUMI

PENGOLAHAN PRIMER

Destilasi

PENGOLAHAN SEKUNDER

Cracking

Polimerisasi

Isomerisasi

Alkilasi

Reforming

CRACKINGPengertian Cracking :

Cracking/Perengkahan adalah reaksi

pemecahan senyawa hidrokarbon

molekul besar menjadi molekul-molekul

yang lebih kecil oleh aplikasi panas dan

tekanan dengan atau tanpa

menggunakan katalis untuk

mendapatkan berbagai produk bahan

bakar

Cracking Terdiri Dari :

Thermal Cracking

Catalytic Cracking

Hydro Cracking

Tujuan Cracking :

Mendapatkan produk yang di inginkan

Memperbaiki mutu suatu produk

Thermal Cracking (Perengkahan Thermal)

Suatu proses pemecahan rantai

hydrocarbon dari senyawa rantai

panjang menjadi hydrocarbon

dengan rantai yang lebih kecil

dengan penggunaan suhu tinggi

dan tekanan yang rendah

Bertujuan untuk mendapatkan fraksi

minyak bumi dengan boiling range

yang lebih rendah dari feed

(umpannya). Dalam proses ini

dihasilkan: gas, gasoline (naphtha), gas

oil (diesel), residue atau coke. Feednya

dapat berupa gas oil atau residu

Proses Thermal Cracking

Proses thermal cracking terhadap petroleum fraksi berat dan residue dilakukan

pada suhu tinggi antara sekitar sampai dengan 730oC (851 °F – 1346 °F) pada

tekanan sampai 1000 psig.

Proses Thermal CrackingSetelah mengalami pemanasan awal dan ditampung dalam akumulator, proses

pemanasan selanjutnya dilakukan dalam suatu furnace (dapur) sampai mencapai

temperatur rengkahnya. Keluar dari furnace, minyak yang sudah pada suhu rengkah

tadi dimasukkan dalam suatu soaker, yaitu suatu alat berbentuk drum tegak yang

berguna untuk memperpanjang reaksi perengkahan yang terjadi. Selanjutnya hasil

perengkahan dimasukkan kedalam suatu menara / kolom pemisah (fractionator)

dimana berikutnya akan dipisahkan masing-masing fraksi yang dikehendaki. Ada

juga bagian yang dikembalikan lagi untuk direngkah lebih lanjut yang disebut

recycle stock. Contoh reaksi-reaksi pada proses cracking adalah

Catalytic CrackingMerupakan metode perengkahan dengan penggunaan

katalis. Katalis yang digunakan biasanya SiO2 atau Al2O3

bauksit. Reaksi dari perengkahan katalitik melalui

mekanisme perengkahan ion karbonium. Mula-mula katalis

karena bersifat asam menambahkan proton ke molekul olefin

atau menarik ion hidrida dari alkana sehingga menyebabkan

terbentuknya ion karbonium. Selama proses ini, kereaktifan

berkurang, oleh karena itu lebih stabil.

Catalytic Cracking

• Catalytic cracking digunakan untuk mengubah titik didih tinggi, molekulbesar hidrokarbon fraksi berat dari minyak bumi mentah menjadi bensindengan nilai lebih berharga, menghasilkan gas olefin, dan produk lainnya.catalytic cracking menghasilkan bensin lebih baik dengan nilai oktan yanglebih tinggi. Hal ini juga menghasilkan gas produk sampingan yang lebihseperti olefin. Sehingga lebih menguntungkan.

Proses Catalytic cracking

1. Bahan baku panjang rantai hidrokarbon dicampur dengan katalis panas

dan menguap.

2. Uap / campuran bubuk dibawa ke reaktor dimana reaksi perengkahan

terjadi Siklon

3. Ekstrak uap hidrokarbon retak dan menyebarkannya ke kolom fraksionasi

mana difraksinasi, gas minyak bumi dan bensin menghasilkan minyak gas

ringan,minyak gas menengah dan minyak gas berat.

4. Sementara itu menghabiskan katalis dicampur dengan uap dan dibawa

dalam arus udara panas untuk regenerator katalis mana itu dibersihkan

dan didaur ulang

5. Limbah gas ditarik off dan dibuang.

KatalisSifat-sifat yang diinginkan dari suatu katalis adalah:

Stabilitas yang baik terhadap suhu tinggi dan menjadi uap

Aktivitas tinggi

Besar ukuran pori

Ketahanan gesekan

Rendah kokas produksi

URAIAN PROSES CRACKING (contoh pada etana)

Reaksi perengkahan etana berlangsung secara endotermik dalam tungku pirolisa. Panas reaksi

diambil dari campuran bahan bakar gas metana dan hidrogen yang merupakan produk samping.

adapun reaksi perengkahan etana secara sederhana adalah sebagai berikut :

C2H6 ------ C2H4 + H2

selanjutnya dilakukan pendinginan secara tiba-tiba oleh Quencher (EQ). di unit pendingin ini

dihasilkan uap bertekanan tinggi (saturated steam) yang nantinya digunakan di unit cracking,

reboiler, deethanizer dan C2-splitter.

Pemisahan produk dari hasil sampingnya juga dilakukan secara bertahap meliputi proses

absorpsi, adsorbsi dan distilasi. Absorber yang memisahkan hidrokarbon gas terhadap

hidrokarbon cari dalam alirannya dengan media pencuci air. aliran hidrokarbon cair (fuel Oil)

dan air keluar dari dasar menara, sedangkan aliran hidrokarbon gas keluar dari atas lalu masuk ke

unit kompresi (K-01), setelah itu diteruskan ke unit pencucian dengan kaustik (kaustik tower)

dilakukan pemisahan gas CO2 dengan cara mereaksikan dengan NaOH.

gas keluar Unit pencuci kaustik masuk ke kompresor (K-01) untuk di kompres lagi

sebelum masuk ke unit Adsorpsi. Adsorber (AD-01) memisahkan air yang terkandung

dalam aliran hidrokarbon gas. gas keluar adsorber masuk ke dalam prechiller (EC-01)

sehingga masuk ke unit pemisah distilasi 1 dalam fasa cair.

Unit pemisah distilasi adalah deethanizer (C-01) yang memisahkan fraksi C1 dan C2

terhadap fraksi C3. produk dasar menara distilasi dipisahkan sebagai produk samping

untuk bahan bakar, sedangkan produk puncak menara masuk ke reaktor asetilen (R-01).

asetilen dikonversikan menjadi etilen dengan bantuan katalis palladium dalam Fixed

Bed Reaktor (R-01).

sebelum masuk ke unit pemisahan berikutnya, dilakukan penurunan temperatur (EC-03)

dan penurunan tekanan (E-01) terhadap aliran gas. hidrokarbon keluar expander terdiri

dari dua fasa yaitu fasa cair dan gas. unit pemisah berikutnya adalah demethanizer (FD-

01) yang memisahkan fraksi gas CH4 dan H2 dari fraksi cair C2. produk diatas menara

dipisahkan sebagai produk samping berupa bahan bakar metana dan hidrogen yang

digunakan pada unit perengkahan. produk bawah masuk ke unit pemisah distilasi II (C-

02).

Unit pemisah distilasi II adalah C2-splitter (C-02) yang memisahkan etilen sebagai

produk atas dan etena sebagai produk bawah yang didaur ulang sebagai umpan di Unit

cracking.

Teori Hydrocracking

Hydrocracking merupakan proses mengubah umpan berupa minyak berat menjadiproduk-produk minyak yang lebih ringan dengan kehadiran hydrogen denganbantuan katalis dan menggunakan tekanan tinggi (hingga 100 s/d 200 kg/cm²;umumnya 175 kg/cm²) dan temperatur medium (290 s/d 454 C).

Catalyst yang digunakan berbasis silica alumina dengan kombinasi nikel,molybdenum, tungsten.

Feed hydrocracking yang umum adalah heavy atmospheric gas oil, heavy vacuum gasoil, catalytically gas oil, atau thermally cracked gas oil.

Reaksi yang terjadi pada proses hydrocrackingadalah :

Reaksi utama :

Hydrogenasi PNA (PolyNucleic Aromatic)

Ring opening dan pemisahanrantai samping

Reaksi cracking paraffine

Reaksi lain :

Isomerisasi (Senyawa cincin, rantaisamping, paraffine)

Penjenuhan olefin

Penghilangan sulfur, nitrogen, oksigen

Konversi polynaphthene dan PNA

Akumulasi parafin di unconverted oil/UCO

Bersamaan dengan proses hydrocracking, impurities yang terkandung dalam feed,seperti senyawa sulfur, nitrogen, oksigen, halide, dan metal juga dihilangkan . Selainitu senyawa olefin juga dijenuhkan.

Urutan kemudahan reaksi yang terjadi di hydrocracking adalah sebagai berikut (mulaidari yang paling mudah hingga yang paling susah) :

Penghilangan logam

Penjenuhan olefin

Penghilangan sulfur

Penghilangan nitrogen

Penghilangan oksigen

Penjenuhan cincin (heteroaromatic → multiring aromatic → monoaromatic)

Cracking naphthene (multiring naphthene → mono naphthene)

Cracking parafin

Urutan reaksi hydrocracking pada reaktor hydrocracker adalah sebagai berikut :

Katalis Hydrocracking

Catalyst Properties

Katalis yang digunakan dalam proses hydrocracking adalah bi-functional catalyst (mempunyai dua fungsi, yaitu metal function dan acid function).

Berkaitan dengan katalis hydrocracking, dikenal istilah supports dan promoters.

Supports – menyediakan acid function

• Amorphous

• Zeolite

Promoters – menyediakan metal function

• Grup VI A (Mo/Molybdenum, W/Tungsten)

• Grup VIII A (Co/Cobalt, Ni/Nikel, Pd/Palladium, Pt/Platinum)

Catalyst Sulfiding

Proses sulfiding adalah proses injeksi senyawa sulfide ke dalam system reactorsehingga bentuk metal oksida dari katalis akan bereaksi dengan senyawasulfide dan berubah menjadi metal sulfide.

Pelaksanaan proses sulfiding dapat dilakukan dengan 2 cara/metode, yaitu in-situ sulfiding atau ex-situ sulfiding.

Sulfur balance selama proses sulfiding adalah sebagai berikut :

Catalyst Loading

Loading katalis hydrocracker dilakukan dengan 2 macam metode, yaitu dense loading dan sock loading.

Catalyst Unloading

Sebelum dilaksanakan unloading katalis, agar pelaksanaan unloading dapat dilaksanakan dengan lancar, maka saat shutdown dilakukan proses sweeping terlebih dahulu.

Catalyst Skimming

Catalyst skimming adalah mengambil sejumlah katalis bagian atas yang banyak mengandung impurities/coke.

Pelaksanaan catalyst skimming harus dilakukan secara inert dengan menggunakan nitrogen

Kinerja Katalis

Kinerja katalis dapat diketahui atau diukur dengan beberapa parameter sebagai berikut :

Peak temperature

ΔT reaktor

ΔP (pressure drop) reaktor,

Jumlah produk gasoline ataupun middle distillate (kerosene atau diesel).

Radial temperature difference

Deaktivasi Katalis

Deaktivasi katalis atau penurunan aktivitas katalis dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu :

Umur katalis

Akumulasi senyawa ammonia pada katalis

Coke

Keracunan logam

Kandungan air dalam katalis

Severity operasi

Regenerasi Katalis

Regenerasi katalis yaitu proses penghilangan karbon, nitrogen, dan sulfur dari permukaan katalis dengan cara pembakaran.

Regenerasi katalis dapat dilakukan secara in-situ (dilakukan di dalam hydrocracking plant) atau secara ex-situ (dilakukan diluar hydrocracking plant oleh vendor regenerasi katalis).

Feed, Produk, dan Margin Hydrocracking

UMPAN

• Naphtha

• Kerosene

• Straight run diesel

• Atmospheric gas oil

• Natural gas condensates

• Vacuum gas oil

• Deasphalted oils dan demetalized oils

• Catalytically cracked light cycle oil

• Catalytically cracked heavy cycle oil

• Coker distillate

• Coker heavy gas oil

PRODUK Propane dan butane (LPG)

Naphtha

Naphtha dan/atau jet fuel

Naphtha, jet fuel dan/atau distillates

Naphtha

Naptha, jet fuel, distillates, lube oils

Naptha, jet fuel, distillates, lube oils

Naphtha

Naphtha dan/atau distillates

Naphtha

Naphtha dan/atau distillates

Aliran Proses Hydrocracking

Umpan

Hydrocarbon berat molekul tinggi

Kandungan Sulfur, Nitrogen, Oksigen tinggi

Senyawa hydrocarbon tidak jenuh

Catalytic Hydrogenation

Process Cracking

Produk

Kandungan Sulfur, Nitrogen, Oksigen rendah

Senyawa hydrocarbon jenuh (isoparaffine, naphthene)

High yields (C4+ ~ 125%; C5+ ~ 110%)

Hydrocarbon berat molekul rendah

Variabel Proses Hydrocracking

Fresh feed quality

Fresh Feed Rate atau LHSV (Liquid Space Velocity)

Combined Feed Ratio (CFR)

Hydrogen Partial Pressure

Hydrogen to Hydrogen Ratio (H2/HC Ratio)

Kualitas Make Up Hydrogen

Temperatur

Katalis

Wash Water Injection

TERIMA KASIH