MAKALAH TEKNOLOGI MINYAK BUMI DAN GAS “REFORMING KATALITIK”
OLEH:
Robby Asmedy
0615 3040 1012
KELAS: 5 KC
DOSEN PENGAJAR: ZUROHAINA, S.T., M.T.
JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2017
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sampai saat ini minyak bumi dan gas alam masih menjadi prioritas utama sebagai sumber energi. Keberadaan minyak bumi di alam merupakan hasil pelapukan fosil-fosil tumbuhan dan hewan pada zaman purba jutaan tahun silam. Organisme-organisme tersebut kemudian dibusukkan oleh mikroorganisme dan kemudian terkubur dan terpendam dalam lapisan kulit bumi. Dengan tekanan dan suhu yang tinggi, maka setelah j utaan tahun lamanya, material tersebut berubah menjadi minyak yang terkumpul dalam pori-pori batu kapur atau batu pasir. Oleh karena pori-pori batu kapur bersifat kapiler, maka dengan prinsip kapilaritas, minyak bumi yang terbentuk tersebut perlahan-lahan bergerak ke atas. Ketika gerakan tersebut terhalang oleh batuan yang tidak berpori, maka terjadilah penumpukan minyak dalam batuan tersebut. Minyak bumi atau minyak mentah belum dapat digunakan sebagai bahan bakar atau berbagai keperluan lainnya, tetapi harus melalui pengolahan terlebih dahulu. Minyak mentah mengandung sekitar 500 jenis hidrokarbon dengan jumlah atom karbon 1 – 50. Pada prinsipnya pengolahan minyak bumi dilakukan dengan dua langkah, yaitu desalting dan distilasi. Proses konversi bertujuan untuk memperoleh fraksi-fraksi dengan kuantitas dan kualitas sesuai permintaan pasar. Sebagai contoh, untuk memenuhi kebutuhan fraksi bensin yang tinggi, maka sebagian fraksi rantai panjang perlu diubah/dikonversi menjadi fraksi rantai pendek. Di samping itu, fraksi bensin harus mengandung lebih banyak hidrokarbon rantai bercabang/alisiklik/aromatik dibandingkan rantai lurus. Jadi, diperlukan proses konversi untuk penyusunan ulang struktur molekul hidrokarbon. Beberapa jenis proses konversi dalam kilan g minyak yaitu : perengkahan, reforming , alkilasi, dan sebagainya. Terdapat dua jenis proses r reforming yaitu catalytic reforming dan thermal reforming . Dalam makalah ini akan membahas tentang reforming katalitik (catalytic reforming ).
1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah yang dimaksud dengan proses reforming katalitik? 2. Bagaimanakah sifat fisik dan kimia bahan baku maupun produk yang dihasilkan? 3. Proses apa sajakah yang dapat dilakukan pada proses reforming katalitik? 4. Apa saja kegunaan dari produk yang dihasilkan pada proses reforming katalitik?
1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan
1. Memahami proses reforming katalitik 2. Mengetahui sifat fisik dan kimia bahan baku dan produk. 3. Mengetahui proses-proses yang terjadi pada reforming katalitik 4. Mengetahui kegunaan produk dari reforming katalitik.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Reforming Katalis Reforming adalah suatu proses untuk merubah struktur senyawa hidrokarbon dalam fraksi minyak menjadi komponen blending gasolin yang mempunyai oktan tinggi. Perubahan susunan struktur molekul yang terjadi paling dominan dalam reaksi tersebut adalah dehidrogenasi naftena membentuk aromatik menurut reaksi berikut:
Reforming katalis merupakan suatu proses untuk meningkatkan kualitas berbagai macam naphta (virgin, thermal , dan catalytic cracking ) yang mempunyai bilangan oktan rendah menjadi komponen-komponen yang mempunyai bilangan oktan t inggi untuk blending mogas (motor gasoline) dengan bantuan katalis melalui serangkaian reaksi kimia, atau digunakan untuk bahan baku petrokimia yaitu pengolahan aromatik untuk memproduksi BTX (benzene-toluene-xylene). Naphtha yang dijadikan umpan reforming katalitik harus di-treating terlebih dahulu di unit naphtha hydrotreater untuk menghilangkan impurities seperti sulfur, nitrogen, oksigen, halide, dan metal yang merupakan racun berbahaya bagi katalis catalytic reformer yang tersusun dari platina. Pada proses reforming ini volatility minyak dinaikkan dan kandungan sulfurnya dikurangi. Perbaikan bilangan oktan virgin naphta adalah dari 20 menjadi 50 RON tanpa menggunakan pengungkit timball.
2.2 Teori Reforming Katalitik
Sejak tahun 1940 catalytic reforming telah digunakan untuk menggantikan thermal reforming. Proses ini memperbaiki kualitas gasoline yang dihasilkan dari cracking yang masih mempunyai angka oktan rendah. Catalytic reforming jauh lebih efisien dari pada thermal reforming. Penggunaan katalis akan mempercepat reaksi dan lebih mudah pengendalian operasinya. Katalis yang digunakan dapat terbuat dari platinum-alumina atau platinumrhenium-alumina. Katalis tersebut berperan sebagai pemacu reaksi siklohidrogenasi dan reaksi
lain seperti pembentukan aromatik.Hydroforming unit telah digunakan pada awal perang dunia kedua, catalytic reforming tersebut untuk menghasilkan aviation gasoline yang banyak digunakan untuk keperluan militer. Sekitar tahun 1955, Universal Oil Product (UOP) telah mendemonstrasikan bahwa katalis platiunum dapat mendorong reaksi dehidrogenasi, khususnya dalam pembentukan aromat dalam skala komersial.Dengan demikian sejak tahun itu hampir seluruh thermal reforming digantikan dengan catalytic reforming. Tujuan utama catalytic reforming adalah untuk mengkonversi hidrokarbon menjadi aromatik yang reaksi utamanya adalah dehidrogenasi naphthene. Senyawa aromat tidak hanya berfungsi sebagai komponen bahan bakar motor tetapi juga banyak digunakan sebagai bahan baku industri petrokimia. Didalam straight-run naphtha pada umumnya masih banyak impurities yang dapat meracuni katalis. Agar tidak meracuni katalis, maka terlebih dahulu dilakukan hydrotreating terhadap naphtha tersebut. Hydrotreating adalah proses penghilangan impurities seperti senyawa sulfur, nitrogen dan arsenik melalui proses hidrogenasi. Hidrogen yang digunakan untuk keperluan treating ini berasal dari reforming unit itu sendiri.
Gambar 1 : Product from Thermal Reforming and from Catalytic Reforming
Di dalam reaksi catalyitc reforming kemungkinan terjadinya olefin sangat kecil sekali, hal ini disebabkan oleh adanya reaksi hidrogenasi olefin, yang mana secara cepat begitu olefin terbentuk langsung dijenuhkan menjadi paraffin. Hal ini dapat dipahami lebih dalam lagi dengan melihat gambar 1 yang menunjukkan perbedaan hasil reforming secara thermal dan catalytic. Kelihatan dari sini bahwa senyawa aromat lebih banyak dihasilkan pada catalytic reforming dan olefin hanya ada pada hasil thermal reforming. Di dalam catalyic reforming, hidrogen dihasilkan sebagai hasil samping. Sebagian dari hidrogen yang dihasilkan disirkulasikan kembali untuk menjaga tekanan didalam reactor dan mencegah terjadinya pembentukan coke. Disamping itu hidrogen ini banyak dimanfaatkan untuk proses yang lain seperti hydrotreating, hydrocracking dan isomerization plant, bahkan tidak sedikit yang digunakan untuk keperluan industri petrokimia. Meskipun reaksi isomerisasi juga kemungkinan terjadi, namun tidak banyak mempengaruhi kenaikan angka oktan karena jumlahnya relatif kecil. Berbagai unit yang digunakan dalam catalytic reforming process ada yang menggunakan tekanan tinggi dan ada juga yang menggunakan tekanan rendah. Gambar 2 menunjukkan unit yang beroperasi pada tekanan tinggi, unit ini relatif murah tetapi kurang fleksibel dibandingkan dengan yang bertekanan rendah. Keterbatasan unit ini ialah angka oktan dan jumlah hasilnya rendah.Proses yang menggunakan tekanan tinggi diantaranya termasuk platforming, catforming, houdriforming, salvaforming dan Sinclair-Baker Process. Katalis yang digunakan adalah platinum, catalyst deposit biasanya sedikit. Proses lain yang meregenerasi katalis dan sementara operasi tetap berjalan diantaranya adalah ultraforming dan powerforming yang menggunakan katalis platinum (Pt), fluid hydroforming dan hydroforming menggunakan katalis molybdena on alumina (Mo dalam Al2O3), thermoforming menggunakan katalis chromia on alumina (Cr dalam Al2O3) dan hyperforming menggunakan katalis molybdate on alumina (Mo dalam Al2O3). Berbagai macam proses yang dikembangkan oleh beberapa perusahaan diantaranya adalah seperti yang terlihat dalam table 1.
Gambar 2 : Simplified Regeneration of Reactor
Reactor berupa bejana berbentuk silinder yang di dalamnya berisi katalis. Uap mengalir melalui setiap reactor dan kontak dengan katalis kemudian bereaksi sebagaimana yang diinginkan. Karena reaksinya menyerap panas, maka setiap akan memasuki reactor dipanasi terlebih dahulu di dalam reheater. Aliran meninggalkan dasar gas separator menuju ke fractionator untuk dipisahkan komponen-komponennya.Reformat adalah produk yang digunakan sebagai komponen untuk pencampuran premium dan aviation gasoline. Gas meninggalkan separator menuju ke H2S absorber untuk dihilangkan H2S yang terkandung di dalam hidrogen. Sebagian dari hidrogen yang dihasilkan disirkulasikan kembali ke proses dengan maksud untuk menghindari terbentuknya coke dalam katalis. Suhu reaksi di dalam reactor sekitar 850 - 950oF dan tekanan sekitar 200 - 700 psig. Tabel 1 : Beberapa proses dan perusahaan yang mengembangkannya
Regenerasi katalis yang dilakukan ketika keaktifan katalis turun hingga dibawah batas yang telah ditetapkan. Meskipun keaktifan katalis dapat dipulihkan dengan cara regenerasi, namun lama-kelamaan katalis akan mengalami degradasi, dan meskipun dapat diregenerasi tetapi hasilnya akan berada di bawah batas ekonomis. Oleh karena itu katalis yang demikian harus diganti dengan yang baru.Proses dengan cara konvensional ini, untuk melakukan regenerasi harus menghentikan operasi. Dewasa ini banyak dilakukan inovasi terhadap proses yang dapat dioperasikan secara kontinyu dan tanpa menghentikan proses sewaktu regenerasi. 2.3 Karakteristik Nafta (Feed)
Mendidih antara 30 °C dan 200 °C. Ini terdiri dari campuran kompleks molekul hidrokarbon pada umumnya memiliki antara 5 dan 12 atom karbon. Ini biasanya merupakan 15-30% dari minyak mentah berat. Nafta adalah cairan aromatic tak berwarna coklat kemerahan yang mudah menguap, sangat mirip dengan besin
2.4 Flowsheet
2.5 Uraian Proses
feed berupa nafta sebelumnya dimasukan kedalam Depentanized / Dehexanid, kemudian akan dipompa menuju ke HE untuk menaikan suhu dari feed itu tesebut. Selanjutnya feed dipanaskan lagi kedalan fried heater untuk menaikan suhu sekitar 495-525 °C, setelah itu feed dimasukan fixed bed reactor, selanjutnya produk dari fixed bed reactor dipanaskan lagi didalam fired heater. Dimana tujuan dari digunakan 3 buah fired heater itu agar suhu sebelum masuk masuk kedalam reactor harus konstan yaitu sekitar 495-525 °C. setelah itu produk dari reactor dipanaskan kembali didalam HE setelah dipanaskan kemudian didinginkan dengan bantuan cooler kemudian umpan tersebut dimasukan ke dalam separator dimana suhu sebelum masuk ke separator yaitu 38 °C, dimana pada separator akan terbagi menjdi produk yaitu top produk dan bottom produk, untuk top produk akan di aliran menuju ke kompresor dengan pressure 5-45 atm untuk di recycle kembali, sedangkan untuk bottom produk akan dimasukan ke dalam kolom stabilizer didalam kolom stabilizer terdapat tray-tray. Dimana top produk berupa fraksi ringan (gas) dimasukan kedalam condenser setelah itu gas tersebut dialirkan menuju ke refluk drum dimana suhu dalam refluk drum itu sendiri yaitu 38° kemudian pada top produk berupa off dan bottom produknya berupa LPG. kemudian hasil bottom produk dari kolom stabilizer akan dialirkan menuju ke reboiler untuk pemanasan sehingga menghasilkan vapor yang dapat digunakan kembali sebagai sebagai uap/vapor untuk kolom stabilizer. Dan menghasilkan juga reformate. ( produk akhir dari proses Reforming Catalitic ).
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Minyak mentah mengandung berbagai senyawa hidrokarbon dengan berbagai sifat fisiknya. Untuk memperoleh materi-materi yang berkualitas baik dan s esuai dengan kebutuhan, perlu dilakukan tahapan pengolahan minyak mentah. Setelah minyak mentah mengalami proses distilasi. Fraksi-Fraksi minyak bumi tersebut selanjutnya diolah dengan proses-proses selanjutnya, seperti proses reforming , polimerisasi, treating , dan blending Reforming adalah suatu proses peningkatan mutu bensin dengan merubah bentuk struktur dari rantai karbon lurus menjadi bercabang, dengan menggunakan katalis 3.2 Saran
Penulis menyadari banyaknya kesalahan dan kekurangan dalam penyusunan makalah ini. Untuk itu kriktik, saran dan bimbingan sangat diperlukan untuk menyempurnakan makalah ini.
