TUGAS 2 SIMULASI KOMPRESOR

BENZENADANAR ADTYA S.HARLY ILYASAAKBARM. FATAH KARYADI

OUTLINEPENDAHULUAN

PRODUK BENZENA

PROSES DAN REAKSI

PENGOLAHAN LIMBAH

PENDAHULUAN

SIFAT FISIKA DAN KIMIA

Benzena terdiri dari 6atomkarbonyang membentuk cincin, dengan 1 atomhidrogenberikatan pada setiap 1 atom karbon. Banyak senyawa dibuat dengan cara menggantikan satu atau lebih atom hidrogen pada benzena dengangugus fungsionallainnya adalahfenol , toluena,dan anilinaBenzena kurang reaktif dibanding alkena karena ikatan rangkap padabenzena mengalami resonansiSebagian besar pasokan benzena saat ini berasal dari industri petrokimia, dengan hanya sejumlah kecil yang diperoleh dari batubara

SEJARAH

POTENSI BAHAN BAKU DAN PRODUKSI PRODUK AROMATIK (BENZENE) DI INDONESIAHarga nafta saat ini : US$860 per ton Prediksi kenaikan harga nafta:US$900 pertonInaplas memprediksi kebutuhan nafta pada tahun ini sebesar 1,7 juta ton atau sama dengan tahun lalu. Kebutuhan nafta diproyeksi naik 10% pada 2017, seiring permintaan di dalam negeri yang bergerak naik.Prediksi pemanfaatan nafta lokal > 20%

7

8

PERILAKU PASAR BENZENA DUNIAPertumbuhan permintaan dunia untuk benzene sebesar 4,34 % per tahun antara tahun dari 2004 ke 2009: Permintaan : tahun 204 = 36,07 juta ton, tahun 2009 = 43,9 juta ton. Pertumbuhan : Asia : 4,5 %, Amerika Utara : 2 %, Eropa Barat : 1,9 %, Timur Tengah : 16 %. 9

Pertumbuhan kapasitas produksi dunia untuk benzene sebesar 3,88 % per tahun antara tahun 2004 s/d 2009 : Kapasitas produksi : tahun 2004 = 45,05 juta ton, tahun 2009 = 53,8 juta ton. Pertumbuhan : Asia : 3,39 %, Amerika Utara : 0 %, Eropa Barat : 0,43%, Timur Tengah : 11,3 %

PERILAKU PASAR BENZENA DUNIA10

PERILAKU PASAR BENZENA INDONESIA(Sumber: BPS, Statistik Industri Besar & Sedang 2012)Pertumbuhan permintaan lokal untuk benzene sebesar 8,3 % per tahun :

11

Pertumbuhan produksi lokal benzena sebesar 5,53 % per tahun :

PERILAKU PASAR BENZENA INDONESIA(Sumber: BPS, Statistik Industri Besar & Sedang 2012)12

PERMASALAHAN YANG DIHADAPI INDUSTRI PETROKIMIA HULU (BENZENA)Bahan baku khususnya naphta dan kondensat masih diimpor, sementara industri migas nasional mengekspor naphta dan kondensat; Belum terintegrasinya industri migas dengan industri petrokimia hulu, industri petrokimia antara dan industri petrokimia hilir; Infrastruktur pengembangan antara lain pelabuhan, jalan akses, dan pipanisasi masih terbatas; Utilitas industri petrokimia antara lain suplai listrik, pasokan gas bumi, dan air bersih masih belum memadai; Penguasaan riset dan pengembangan teknologi industri petrokimia masih terbatas. 13

STRATEGI PENGEMBANGAN INDUSTRY PETROKIMIA HULU (INDUSTRY BENZENE)Peningkatan utilisasi produksiPenguasaan pasar domestik, ekspor, dan informasi pasar.Peningkatan efisiensi bahan baku dan energi.Integrasi produsen MIGAS dengan industri PetrokimiaSinergi antara lembaga penelitian pemerintah dan R&D industri petrokimia.Pengembangan lokasi klasterPeningkatan kerkaitan fungsional antar industri klaster petrokimia.

14

PRODUK BENZENA

KEGUNAAN

PRODUSEN BENZENA2. Pertamina Unit IV Produk kilang ini diharapkan dapat memenuhi kebutuhan bahan baku aromatik(setengah jadi) untuk kilang UP III Plaju, disamping untuk export. Namun semua produk benzene hanya untuk diexport, sedang produk lain untuk memenuhi kebutuhan domestik.Terletak di CilacapTotal produksi : 120.000 ton/thn Benzene

PRODUSEN BENZENA5. PT Trans Pasific Petrochemical Indotama (TPPI)Merupakan salah satu perusahaan di Indonesia yang mengekspor hasil petrokimia di Canada, USA, dan Europe. Status : Penanaman Modal Asing.Terletak di Medan, Indonesia. Berdiri tahun 1993.Memiliki kapasitas produksi : 360.000 ton/thn Benzena.

PROSES DAN REAKSI

Proses Produksi BenzenaCatalytic Reforming Naptha

Tahapan Proses

HydrotreatingDefinisiProses penghilangan zat pengotor (impurities) pada umpan.Cara Penjenuhan olefin dan hidrodesulfurisasi dan hidrodenitrogenasi senyawa sulfur dan nitrogen.TujuanPretreating stream untuk mencegah keracunan katalis di downstream process, berpotensi jalannya proses, reaksi kimia, dan akan mengurangi konversi.

Hydrotreating HDS/HDN

Kandungan maksimal N dan S : 0.5 ppm

Hydrotreating

Kondisi OperasiJenis Reaktor : Fixed BedT. Operasi: 285-385oCTekanan : 100 3000 psiKatalis : Ni-Mo/AluminaVariabel Proses : T dan PH2

Catalytic ReformingDefinisiMereaksikan nafta pada katalis menghasilkan senyawa-senyawa non-aromatik dan aromatik dalam reaktor tertentuTujuan Mengkonversi hidrokarbon menjadi aromatik yang reaksi utamanya adalah dehidrogenasi nafta.

Catalytic Reforming

Kondisi Operasi

Reaktor: Fixed BedTemperatur: 495-525oCTekanan: 100-300 psiaKatalis: Pt/Alumina -> Metal/AsamVar. Proses: P, T, Katalis & SV

Sifat Umum dan Produk

Aromatic Extraction

Proses Sulfolan -> Sulfolan/ Etilen Glikol Ekstraksi liquid-liquid -> benzene 99,9 % dan toluene 99,5 %( Pemisahan aromatik dengan non aromatik)Distilasi FraksionasiMemisahkan benzena, toluena dan xylena dengan C aromatik lain.

Proses Produksi BenzenaHidrodealkilasi

HidrodealkilasiDefinisi Alkylbenzene dikonversi menjadi benzena, sementara non aromatik dikonversi menjadi gas ringan seperti metana dengan bantuan hidrogen TujuanProses ini dirancang untuk menghidrodealkilasi metilbenzena, etilbenzena dan aromatik C9 menjadi benzena.Sebab Kebutuhan petrokimia terhadap benzena lebih besar daripada terhadap toluena dan xilena.

Kondisi Operasi

Reaktor: Fixed BedTemperatur: 500-600oCJenis Reaksi: EksotermisTekanan: 20-60 bar psiaKatalis: Cr/ Mo oksida/Pt Alumina

Mekanisme Reaksi

Toluena terdealkilasi -> metana dan benzenaetilbenzena -> etana dan benzenaKonsumsi : 1 mol H2Xylena -> 2 mol CH4 dan 1 mol benzenaKonsumsi : 2 mol H2

Reaksi ReformingBanyak reaksi terjadi dalam reaktor pada kondisi reforming. Reaksi ini adalah Reaksi aromatisasi yang menghasilkan aromatikReaksi isomerisasi yang menghasilkan parafin bercabangReaksi lain yang tidak secara langsung terlibat dalam pembentukan aromatik (perengkahan-hidro dan hidrodealkilasi

Reaksi Aromatisasi #1Dua reaksi yang secara langsung bertanggung jawab dalam memperkaya nafta dengan aromatik adalah dehidrogenasi naftena dan dehidrosiklisasi parafin. Reaksi pertama dapat diwakilkan dengan dehidrogenasi sikloheksana menjadi benzena.

ContdSifat-sifat dari reaksi ini adalah sebagai berikut:Reaksi ini berlangsung cepatMencapai kesetimbangan seketikaReaksi ini juga reversibelReaksi ini sangat endotermikMemiliki konstanta kesetimbangan yang besar yaitu 6 x 105 pada 500o C

ContdIni dibuktikan dengan hasil aromatiknya (benzena) yang lebih menguntungkan bila dilakukan pada temperatur tinggi dan tekanan rendah. Pengaruh penurunan tekanan parsial H2 bahkan lebih berpengaruh dalam menggeser kesetimbangan ini ke kanan.

Reaksi Aromatisasi #2Reaksi aromatisasi kedua adalah dehidrosiklisasi parafin menjadi aromatik. Contohnya : n-heksana mewakili reaksi berikut ini : Pada tahap pertama, terjadi dehidrogenasi molekul heksana pada permukaan platinum, menghasilkan 1- heksena.Lalu pada tahap kedua, sikloheksana ini kemudian terdehidrogenasi menjadi benzena.

ContdSifat dari reaksi tersebut adalah :Reaksi endotermikKesetimbangan produksi aromatik lebih menguntungkan pada temperatur lebih tinggi dan tekanan lebih rendah.Laju relatif reaksi ini jauh lebih rendah daripada dehidrogenasi sikloheksana.

Reforming n-heksana dengan selektivitas ke arah benzena pada katalis platinum

ContdSpesi olefin lebih sering terjadi daripada siklisasi parafin pada katalis platinum.Spesi olefin yang terbentuk akan bereaksi dengan katalis asam membentuk suatu karbokasi.Pembentukan karbokasi terjadi melalui pengambilan ion hidrida dari sembarang posisi sepanjang rantai hidrokarbon.

Siklisasi 1 heptena pada Katalis AluminaKarbokasi metilsikloheksana akan kehilangan satu proton, sehingga menghasilkan 3-metilsikloheksena.3-Metilsikloheksena dapat terdehidrogenasi pada permukaan platinum atau dapat juga membentuk karbokasi baru dengan kehilangan H+ pada permukaan katalis asam.Tahap ini terjadi cepat, karena ion karbonium allilik terbentuk. Penghilangan satu proton pada titik basa.

Siklisasi 1 heptena pada Katalis AluminaReaksi Lewis akan membentuk metil sikloheksadiena.Rangkaian pembentukan karbokasi ini, yang diikuti dengan hilangnya sebuah proton, akan berlanjut hingga pembentukan akhir toluena.

IsomerasiReaksi isomerisasi mungkin terjadi pada permukaan katalis platinum atau pada titik-titik katalis asam.Pada katalis platinum, reaksinya lambat. Namun, kebanyakan reaksi isomerisasi terjadi melalui pembentukan suatu karbokasi. Karbokasi yang terbentuk ini dapat disusun ulang melalui pergeseran hidrida-metida yang akan mengarah ke isomer-isomer bercabang.

Isomerisasi n- heptana menjadi 2-metilheksana

Pergeseran 1,2-metida-hidridaPengambilan hidrida

Isomerisasi n- heptana menjadi 2-metilheksanaIsomerisasi alkilsiklopentana mungkin terjadi pada permukaan katalis platinum atau pada silika/alumina. Contohnya : metilsiklopentana terisomer menjadi sikloheksana

Sikloheksana yang terbentuk dapat terdehidrogenasi menjadi benzena.

HydrocrackingPerengkahan-hidro adalah reaksi yang mengkonsumsi-hidrogen yang mengarah pada hasil produksi gas lebih tinggi dan cairan lebih rendah.Reaksi ini berlangsung lebih baik pada temperatur tinggi dan tekanan parsial hidrogen yang tinggi.

HydrocrackingPemutusan ikatan dapat terjadi pada sembarang posisi sepanjang rantai hidrokarbon.Perengkahan-hidro molekul rantai-panjang memang diinginkan karena dapat menghasilkan hidrokarbon C6, C7, dan C8 yang cocok untuk hidrodesiklisasi menjadi aromatik.

Reaksi HidrodealkilasiHidrodealkilasi adalah reaksi perengkahan suatu rantai- samping aromatik dengan bantuan hidrogen. Hidrodealkilasi bisa diwakili dengan reaksi toluena dan hidrogen.

ContdReaksi ini mengkonsumsi hidrogen dan lebih menyukai tekanan parsial hidrogen lebih tinggi.Reaksi ini bertujuan untuk menaikkan hasil benzena bila metilbenzena dan etilbenzena didealkilasi.Reaksi ini akan menaikkan hasil gas dan merubah distribusi kesetimbangan relatif aromatik yang lebih mengarah ke benzena.

Sifat Umpan dan Produk

PENGOLAHAN LIMBAH

Benzena yang tergolong sebagai Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) dan dalam proses pembuangan limbahnya biasanya dibuang di sungai atau di tanahBenzena sendiri tergolong dalam limbah B3 yang tergolong flammable atau mudah terbakarBAHAYA LIMBAH BENZENA

Jika terpapar benzena dalam kondisi :Dosis tinggi dalam waktu yang singkat dapat menyebabkan gangguan pada sistem syarafDosis rendah dalam waktu yang panjang menyebabkan gangguan terhadap pembentukan sel-sel darahBAHAYA LIMBAH BENZENA (CONTD)

Pengolahan Limbah Industri BenzenaInsenerasiMetode RemediasiMetode Adsorpsi BatubaraMetode Ozonasi

Membakar dan menghilangkan campuran solven dan endapan lumpurLiquid Injection Inceneration (600-1600 oC)Rotary Kiln Inceneration (820-1600 oC)Fluidised Bed Inceneration (450-980)

Insenerasio57

Metode RemediasiInjeksi Bawah tanahMenambahkan kandungan nitrat agar benzena mudah terdekomposisi

Reaksi KimiaMereaksikan benzena dengan dikromat dalam asam sulfat pekat dapat menghilangkan benzena dengan kandungan yang rendah

Metode OzonasiDimanfaatkan untuk mendegradasi salah satu senyawa turunan benzena, yaitu fenol Menggunakan reaksi ozonolisis (gas ozon yang berperan sebagai zat pengoksidasi fenol)

Metode Adsorpsi BatubaraKhusus untuk penanganan limbah cair benzenaDengan cara mengontakkan karbon aktif yang berasal dari batubara (berperan sebagai adsorben) dengan limbah cair benzenaProses ini akan mengakibatkan benzena akan teradsorp oleh karbon aktif

Metode Ozonasi dan Adsorpsi BatubaraChart1410530612750

Pertumbuhan permintaan lokal benzenaPermintaan benzena (ribu ton)

Sheet1Pertumbuhan permintaan lokal benzenaSeries 2Series 320034102.4220065304.4220096121.832012750To resize chart data range, drag lower right corner of range.

Chart1109156275461

Produksi Benzene Indonesia (ribu ton)

Sheet1Produksi Benzene Indonesia (ribu ton)Series 2Series 320031092.4220061564.4220092751.8320124612.85To resize chart data range, drag lower right corner of range.