PROSES PERENGKAHAN
Pengertian Perengkahan
Perengkahan adalah reaksi pemecahan senyawa hidrokarbon molekul besar pada temperatur tinggi menjadi molekul molekul yang lebih kecil.
1. Proses Perengkahan Termal (Thermal Cracking Process)
Jenis-Jenis Proses Perengkahan
2. Proses Perengkahan Katalitik (catalytic cracking)
3. Hydrocracking
1. Proses Perengkahan Termal (Thermal Cracking Process)
Proses perengkahan thermal (thermal Cracking) adalah suatu proses pemecahan rantai hydrocarbon dari
senyawa rantai panjang menjadi hydrocarbon dengan rantai yang lebih kecil melalui bantuan panas.
Proses
perengkahan
thermal
bertujuan
untuk
mendapatkan fraksi minyak bumi dengan boiling range yang lebih rendah dari feed (umpannya).
Reaksi perengkahan termis dapat berlangsung dalam fasa uap atau campuran tergantung pada sifat dasar campuran minyak dan kondisi operasinya yaitu suhu
dan tekanan.
•
Proses thermal cracking pertama yang secara komersial dianggap sukses, yakni Burton process yang dipatentkan pada tahun 1910 di United States oleh Dr. W.M. Burton dari Standard Oil Company, Indiana.
•
Pada tahun 1920 – 1922an terdapat proses yang lebih efisien secara kontinus yang dikenal dengan proses Cross and Dubbs.
•
Setelah tahun 1927-an, proses ini dikembangkan menjadi proses cracking pada fase cair dan fasa uap dengan suhu
operasi lebih tinggi, hingga berlangsung / terpakai sampai diatas tahun 1940-an.
Mekanisme yang terjadi pada proses perengkahan termal
adalah pemutusan ikatan C-C homolitik dan reaksinya bersifat ireversibel endotermis.
Mekanismenya : 1. Radikal primer mengalami pemutusan pada posisi
karbon b (b-fission) membentuk molekul etena. 2. Radikal primer menyerang molekul parafin membentuk molekul stabil parafin yang baru dan radikal sekunder
3. Dapat terjadi perpindahan posisi hidrogen pada molekul yang
sama
bila
rantai
hidrokarbon
panjang
dan
membentuk rantai paradin memberntuk radikal primer yang terdiri dari 5 hingga 6 karbon ( C ).
4. Radikal sekunder dapat mengalami b-fission membentuk radikal primer dan olefin.
Pemecahan viskositas (viscosity breaking)
Perengkahan fasa campuran
Macam-macam proses Perengkahan Termis Perengkahan fasa uap
Perengkahan Nafta
2. Proses Perengkahan Katalitik (catalytic cracking)
Perengkahan
katalis
adalah
suatu
proses
pengilangan minyak yang merubah hidrokarbon bukan gasolin yang mempunyai titik didih tinggi menjadi
komponen-komponen
mempunyai titik didih rendah.
gasolin
yang
•
Katalis yang digunakan dapat berupa katalis buatan atau yang aktif secara alami, utamanya mengandung silika atau magnesia silika dalam bentuk butir, pelet atau mikro sperikal yang halus seperti bubuk.
•
Katalis perengkahan dalam industri minyak bumi umumnya merupakan katalis heterogen atau padatan dengan luas permukaan dan keasaman yang tinggi serta stabilitas termal yang cukup besar.
•
Luas permukaan katalis yang digunakan dalam proses ini berkisar antara 300m2/gram hingga 700 m2/gram.
Mekanisme dasarnya adalah pada pembentukan muatan elektrik suatu molekul yang disebabkan oleh keasaman padatan katalis.
Mekanismennya : 1. Catalytic Cracking terjadi melalui pembentukan karbokation dari molekul yang berlanjut pada penyerangan molekul yang lain: Pembentukan karbokation baru dan pemutusan ikatan C-C dari molekul didasarkan pada kestabilan hiperkonjugasi yang mungkin dalam molekul. Karbokation yang terbentuk bersifat sangat reaktif dan dapat menyerang parafin atau naften menghasilkan karbokation baru.
2. Aromatik
tersubstitusi
alkil
dapat
menghasilkan
karbokation dan senyawa aromatic.
3.
Perpindahan hidrogen (hidrogen shift) dan perpindahan metil (methyl shift) dari karbokation dapat terjadi
membentuk produkisomer
.
4.
Dapat terjadi siklisasi pada hidrokarbon rantai panjang.
1. Unggun tetap (Fixed Bed Catalytic Cracking)
Macam-Macam Proses Perengkahan katalis
2. Unggun bergerak ( Moving Bed Cracking)
3. Unggun terfluidisasi (fludized bed)
3. Hydrocracking
Hydrocracking merupakan proses yang dikembangkan oleh Universal Oil Product untuk merengkahkan minyak fraksi berat menjadi fraksi yang lebih ringan dan bernilai
ekonomi tinggi secara katalitik
•
Pada umumnya umpan proses hydrocracking adalah heavy atmospheric gas oil, heavy vacuum gas oil, atau cracked gas oil (catalytic maupun thermal).
•
Umpan ini kemudian dikonversikan menjadi produk dengan berat molekul lebih rendah (pada umumnya naphtha atau middle distillates).
•
Bersamaan dengan terjadinya reaksi perengkahan, terjadi pula
reaksi
hydrotreating
yaitu
reaksi
untuk
menghilangkan senyawa sulfur, nitrogen, oksigen dan penjenuhan olefin.
•
Hydrocracking digunakan untuk bahan baku yang sulit untuk diproses, baik dengan catalytic cracking atau reformasi, karena bahan baku ini biasanya ditandai dengan kandungan aromatik polisiklik tinggi dan / atau konsentrasi tinggi dari dua racun katalis utama, sulfur dan senyawa nitrogen.
•
Proses hydrocracking sangat tergantung pada sifat dari bahan baku dan tingkat relatif dari kedua reaksi, hidrogenasi dan cracking.
Proses Hydrocracking
•
Pada tahap pertama, bahan baku dipanaskan lalu dicampur dengan hidrogen daur ulang dan dikirim ke reaktor tahap pertama, di mana katalis mengkonversi senyawa sulfur dan nitrogen untuk menjadi hidrogen sulfida dan amonia.
•
Setelah
hidrokarbon
meninggalkan
tahap
pertama,
kemudian didinginkan hingga cair dan dijalankan melalui pemisah hidrokarbon. Hidrogen didaur ulang untuk bahan baku. Cairan dibebankan pada sebuah fractionator.
Tergantung
pada
produk
yang
diinginkan
(bensin
komponen, bahan bakar jet, dan minyak gas), fractionator dijalankan
untuk
memotong
keluaran reaktor tahap pertama.
beberapa
bagian
dari
•
Range minyak tanah material dapat diambil sebagai produk samping imbang terpisah atau termasuk dalam dasar fractionator dengan minyak gas.
•
Bagian bawah fractionator yang dicampur lagi dengan aliran hidrogen dan dibebankan pada tahap kedua.
•
Seperti tenaga mesin dari tahap pertama, tahap kedua produk
dipisahkan
dari
hidrogen
dan
dibebankan
fractionator tersebut.
•
Karena bahan ini telah mengalami beberapa hidrogenasi, cracking, dan reformasi dalam tahap pertama, operasi tahap kedua yang lebih tinggi (suhu yang lebih tinggi dan tekanan).
Tabel 1. Umpan dan Produk Proses Hydrocracking
