proses pembuatan bbb solar ramah lingkungan

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkungan i

KATA SAMBUTAN

Puji syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Rahmatdan Karunia-Nya kita telah dapat menyelesaikan penulisan buku berjudul: ProsesPembuatan Bensin dan Solar Ramah Lingkungan ini.

Secara garis besar, buku ini memuat (1) proses ini pembuatan bahan bakarbensin dan solar ramah lingkungan, (2) kontribusi PPPTMGB “LEMIGAS” dalampenelitian dan pengembangan teknologi proses katalitik dalam pembuatan bahanbakar tersebut, (3) proses pembuatan bensin dan solar pada kilang Pertaminadan langkah-langkah penyempurnaan konfigurasi kilang dalam menaikkan potensipembuatan bahan bakar ramah lingkungan.

Penulisan dan penerbitan buku ini dimaksudkan untuk menumbuhkan danmengembangkan pengetahuan tentang teknologi proses pengolahan minyak bumidalam peningkatan nilai tambah minyak bumi.

Adalah tugas sebagai kami Pusat Penelitian dan Pengembangan TeknologiMinyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” – Pemerintah untuk mengKompilasikan semuapenemuan yang terkumpul dalam bentuk buku dan menyebarkannya untukmasyarakat yang lebih luas.

PPPTMGB “LEMIGAS” menerbitkan buku ini dalam rangka diseminasiinformasi hasil litbang.

Penulisan buku ini mempunyai harapan agar buku ini dapat menjadi sebuahtambahan khazanah pustaka bagi mereka yang peduli dan berkepentingan untukmenggali referensi, pengalaman dan mempertajam wawasannya atas proses-proses pengolahan minyak bumi di kilang minyak.

Jakarta, Oktober 2010

Kepala PPPTMBG “LEMIGAS”

Ir. Rida Mulyana, M.Sc.

publilkasi

Stamp

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkunganii

PENGARAH

Ir. Rida Mulyana, M.Sc.

Abdul Haris, S.Si., M.Si.

Penyunting

Ir. E. Jasjfi, M.Sc., APU.

Penulis

Ir. A.S. Nasution, M.Sc., APU

DR. Oberlin Sidjabat

Dra. Morina, M.Si.

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkungan iii

DAFTAR ISI

KATA SAMBUTAN ..................................................................................... i

DAFTAR ISI ........................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ........................................................................................ iii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... iii

BAB 1 PENDAHULUAN .......................................................................... 1

BAB 2 MINYAK BUMI ............................................................................. 4

2.1 KLASIFIKASI MINYAK BUMI................................................ 5

2.1.1 Massa Jenis ................................................................ 5

2.1.2 Klasifikasi Minyak Bumi menurut

US Bureau of Mnes ..................................................... 6

2.1.3 Faktor Karakterisasi Kuop ........................................... 9

2.1.4 Kadar Sulfur ................................................................ 9

2.2 KOMPOSISI MOLEKUL MINYAK BUMI ............................... 10

2.2.1 Hidrokarbon Minyak Bumi ........................................... 10

2.2.2 Non-hidrokarbon.......................................................... 12

2.3 MINYAK BUMI INDONESIA ................................................. 17

2.4 KESIMPULAN ...................................................................... 18

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 18

BAB 3 PEMBUATAN BENSIN RAMAH LINGKUNGAN ......................... 19

3.1 PROSES PEMBUATAN KOMPONEN UTAMA BENSIN ...... 20

3.1.1 Proses Perengkahan Katalitik ..................................... 20

3.1.2 Proses Reformasi Katalitik .......................................... 32

3.1.3 Proses Isomerisasi Katalitik ........................................ 44

3.1.4 Proses Alkilasi ............................................................. 50

3.1.5 Proses Polimerisasi .................................................... 57

3.2 BENSIN RAMAH LINGKUNGAN ......................................... 64

3.3 BENSIN KOMERSIAL INDONESIA ..................................... 68

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkunganiv

3.4 KESIMPULAN ...................................................................... 68

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 69

BAB 4 PEMBUATAN SOLAR RAMAH LINGKUNGAN .......................... 72

4.1 PROSES PEMBUATAN KOMPONEN UTAMA SOLAR ....... 73

4.1.1 Proses Penghidrorengkahan ....................................... 73

4.1.2 Proses Penghidromurnian .......................................... 78

4.2 SOLAR RAMAH LINGKUNGAN .......................................... 83

4.3 SOLAR KOMERSIAL INDONESIA ...................................... 86

4.4 KESIMPULAN ...................................................................... 87

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 88

BAB 5 PENELITIAN TEKNOLOGI PEMBUATAN BENSIN DANSOLAR DI PPPTMGB “LEMIGAS” ............................................ 90

5.1 PENELITIAN PROSES PEMBUATAN KOMPONENBENSIN................................................................................ 92

5.2 PROSES PEMBUATAN KOMPONEN SOLAR ..................... 98

5.3 KESIMPULAN ...................................................................... 102

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................... 102

BAB 6 PENUTUP .................................................................................... 105

BIODATA ........................................................................................... 107

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Analisa ELementer Minyak Bumi ................................................ 4

Tabel 2.2 Komposisi Elementer beberapa Minyak Bumi ............................ 5

Tabel 2.3 Klasifikasi Minyak Bumi .............................................................. 6

Tabel 2.4 Beberapa Minyak Bumi dan API-nya .......................................... 7

Tabel 2.5 Beberpa Minyak Bumi dan Kandungan Fraksinya ...................... 7

Tabel 2.6 Klasifikasi Minyak Bumi Berdasarkan Sistem Bureau of Mines .. 8

Tabel 2.7 Klasifikasi Minyak Bumi Berdasarkan Faktor

Karakteristik Kuop ...................................................................... 9

Tabel 2.8 Klasifikasi Minyak Bumi Berdasarkan Kadar Sulfur .................... 9

Tabel 2.9 Minyak Bumi Berbagai Jenis Kadar Sulfur .................................. 10

Tabel 2.10 Distribusi Sulfur di dalam Fraksi Minyak Bumi .......................... 13

Tabel 2.11 Kadar Nitrogen Beberapa Minyak Bumi .................................... 14

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkungan v

Tabel 2.12 Kadar Oksigen Beberapa Minyak Bumi .................................... 15

Tabel 2.13 Analisa Elementer Senyawa Makromolekul Minyak Bumi ........ 16

Tabel 2.14 Kadar Asfaltena Beberapa Minyak Bumi .................................. 16

Tabel 2.15 Kadar Logam Beberapa Minyak Bumi ...................................... 17

Tabel 2.16 Karakteristik Beberapa Jenis Minyak Bumi Indonesia .............. 17

Tabel 3.1 Pengaruh Komponen Bensin pada Emisi Gas Buang ................ 20

Tabel 3.2 Pengaruh Jenis Umpan Distilat Vakum pada Karakteristik

Produk Bensin ............................................................................ 23

Tabel 3.3 Distribusi Produk Rengkahan dari Umpan Berbagai Kadar

Karbon Residu Umpan ............................................................... 24

Tabel 3.4 Distribusi Sulfur dari Produk BensinRengkahan Katalitik ............ 24

Tabel 3.5 Efektivitas Logam ....................................................................... 25

Tabel 3.6 Pengaruh Efektif Metal terhadap Distribusi Produk .................... 25

Tabel 3.7 Pengaruh Jenis Katalis pada Karakteristik Produk Bensin ......... 26

Tabel 3.8 Pengaruh Katalis pada Karakteristik Produk Bensin

(C5-204oC) ................................................................................. 27

Tabel 3.9 Distribusi Angka Oktana Produk Bensin Rengkahan Katalitik ..... 31

Tabel 3.10 Angka Oktana dan Selektivitas Bensin Rengkahan Katalitik .... 31

Tabel 3.11 Komposisi Produk dengan Berbagai Jenis Produk Utama ....... 31

Tabel 3.12 Karakteristik Reaksi Reformasi Katalitik ................................... 35

Tabel 3.13 Komposisi Hidrokarbon Nafta dari Berbagai Jenis

Minyak Bumi dan Nafta Hidrorengkah ...................................... 35

Tabel 3.14 Pengaruh Trayek Didih dan komposisi Hidrokarbon Umpan

Nafta pada Komposisi Aromatik dari Produk Reformat ............. 36

Tabel 3.15 Pengaruh Kadar (N+2A) Umpan pada Perolehan dan

Angka Oktana Reformat ........................................................... 37

Tabel 3.16 Pengaruh Katalis Reformasi pada Produk Reformat ................ 37

Tabel 3.17 Pengaruh Jenis Katalis Reformasi pada Produk Heksana

dari Reaksi Hidrodesiklisasi Metilsiklopentana ......................... 38

Tabel 3.18 Pengaruh Kenaikan Kondisi Operasi pada Produk Reformat ... 41

Tabel 3.19 Karakteristik Reformat dari Berbagai Jenis Unit Proses

Reformasi Katalitik ................................................................... 43

Tabel 3.20 Komposisi Hidrokarbon dan Distribusi Angka

Oktana Reformat ...................................................................... 43

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkunganvi

Tabel 3.21 Angka Oktana Berbagai Jenis Umpan Proses

Isomerisasi dan Produknya ...................................................... 45

Tabel 3.22 Karakteristik Molekul Hidrokarbon C5–C

6................................. 46

Tabel 3.23 Kondisi Operasi Proses Isomerisasi ......................................... 47

Tabel 3.24 Umpan dan Produk Isomerat dari Proses Zeolit/TIP ................ 49

Tabel 3.25 Karakteristik Alkilat dari Berbagai Jenis Umpan Olefin ............. 51

Tabel 3.26 Karakteristik Produk Alkilat dengan Umpan Butilena ................ 54

Tabel 3.27 Angka Oktana Alkilat dari Berbagai Jenis Umpan Olefin .......... 56

Tabel 3.28 Total Kadar Atom Karbon Isoparafin dari Alkilat ........................ 56

Tabel 3.29 Potensi Pembuatan Umpan Proses Alkilasi di Unit

Pengolahan PERTAMINA ......................................................... 57

Tabel 3.30 Angka Oktana Bensin Polimer .................................................. 58

Tabel 3.31 Karakteristik Produk Bensin Polimer ........................................ 62

Tabel 3.32 Karakteristik Produk Dimat ....................................................... 63

Tabel 3.33 Karakteristik Komponen Utama Bensin (HOMC) ...................... 64

Table 3.34 Komposisi Hidrokarbon Berbagai Jenis Komponen Bensin

(dalam %- vol.) ......................................................................... 65

Tabel 3.35 Kontribusi Komponen Bensin pada Kadar Benzena,

Sulfur dan T90 > 330oF pada Bensin Hasil Pencampurannya .. 65

Tabel 3.36 Komposisi Komponen Bensin untuk Pembuatan Bensin

Ramah Lingkungan (% vol.) ..................................................... 67

Tabel 3.37 Batasan Kadar Hidrokarbon Bensin Berbagai Negara .............. 67

Tabel 3.38 Spesifikasi Bensin Indonesia .................................................... 68

Tabel 4.1 Pengaruh Komposisi Solar pada Emisi Gas Buang .................... 72

Tabel 4.2 Produk Solar Hidrorengkah ........................................................ 74

Tabel 4.3 Proses Reaksi Hidrorengkah ...................................................... 75

Tabel 4.4 Reaksi Hidropemurnian .............................................................. 89

Tabel 4.5 Karakteristik Produk Solar dari berbagai jenis Proses

Pembuatan ................................................................................. 80

Tabel 4.6 Komposisi Aromatik dari Solar (Gasoil) ...................................... 81

Tabel 4.7 Kadar Sulfur Berbagai Jenis Komponen Solar (Gasoil) .............. 81

Tabel 4.8 Proses Penghidromurnian Konvensional .................................... 82

Tabel 4.9 Karakteristik Produk Solar dari Proses Penghidromurnian

dari Umpan Solar Perengkahan Katalitik .................................... 83

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkungan vii

Tabel 4.10 Karateristik Produk Solar Beberapa Jenis Proses

Pembuatan ............................................................................... 85

Tabel 4.11 Komposisi Aromatik Solar (Gasoil) ........................................... 85

Tabel 4.12 Mobil Isomerization Dewaxing dari Komponen Solar ................ 86

Tabel 4.13 Spesifikasi Solar Ramah Lingkungan dan Solar Indonesia ....... 86

Tabel 4.14 Solar Indonesia ........................................................................ 87

Tabel 5.1 Hasil Perengkahan dari Katalis Deaktivasi ................................. 93

Table 5.2 Komposisi Hidrokarbon Produk Heksana dari Reaksi

Hidrodesiklinasi Metilsiklopentana .............................................. 95

Tabel 5.3 Produk Reformat ........................................................................ 96

Tabel 5.4 Pengaruh Racun N-Butil Amina pada Reformasi Katalitik dari

Umpan N-Heksana dengan Katalis Mono dan Bimetalik ............ 98

Tabel 5.5 Mutu Produk Hidrorengkah Distilat Vakum Minas dan

Kuwait, dan Wax dengan Konversi Umpan sekitar 50% berat .... 99

Tabel 5.6 Pengaruh Inti Aktif Logam Katalis pada Produk dari Proses

Penghidrorengkahan n-Heptana ................................................. 100

Tabel 5.7 Pengaruh Inti Aktif Asam Katalis pada Produk dari Proses

Penghidrorengkahan n-Heptana ................................................. 100

Tabel 5.8 Pengaruh Inti Asam Katalis pada Produk dari Proses

Penghidrorengkahan Distilat vakum ........................................... 100

Tabel 5.9 Pengaruh Racun N-Butil Amina pada Produk Isomer dari

Proses Penghidrorengkahan N-Heptana (% mol) ....................... 101

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Komposisi Molekul di dalam Fraksi Minyak Bumi ................... 8

Gambar 2.2 Hidrokarbon Minyak Bumi ...................................................... 11

Gambar 2.3 Non- Hidrokarbon Minyak Bumi .............................................. 13

Gambar 2.4 Kadar Sulfur dan Gravitas Spesifik Minyak Bumi .................... 14

Gambar 2.5 Struktur Molekul Porpirin ........................................................ 16

Gambar 3.1 Mekanisme Reaksi Perengkahan ........................................... 22

Gambar 3.2 Konventer Orthoflow Kellogg .................................................. 29

Gambar 3.3 Proses Reformasi Katalitik (Semi-regeneratif) ........................ 39

Gambar 3.4 Proses Platforming UOP (Regenerasi Kontinu) ...................... 42

Gambar 3.5 Mekanisme Reaksi Isomerisasi Pentana dengan Katalis

Bifungsional ............................................................................ 45

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkunganviii

Gambar 3.6 Proses Penex UOP dengan Sirkulasi Deisoheksaniser .......... 50

Gambar 3.7 Mekanisme Reaksi Alkilasi ..................................................... 52

Gambar 3.7 Mekanisme Reaksi Alkilasi (Lanjutan) .................................... 53

Gambar 3.8 Proses Alkilasi HF - UOP ....................................................... 55

Gambar 3.9 Mekanisme Reaksi Polimerisasi Olefin .................................. 59

Gambar 3.10 Pembentukan Diolefin .......................................................... 60

Gambar 3.11 Proses Kondensasi Katalitik UOP ........................................ 61

Gambar 3.12 Unit Dimersol IFP ................................................................. 63

Gambar 3.13 Penurunan Kadar Benzena dalam Reformat ........................ 66

Gambar 4.1 Produk Hidrorengkah ............................................................. 74

Gambar 4.2 Mekanisme Reaksi Hidrorengkah Parafin .............................. 76

Gambar 4.3 Pengaruh Kadar Nitrogen Umpan pada Kenaikan

Temperatur Operasi ............................................................... 77

Gambar 4.4 Unit Proses Penghidrorengkahan Dua Tahap......................... 80

Gambar 4.5 Proses Penghidromurnian Satu Tahap ................................... 84

Gambar 4.6 Penghidrorengkahan Distilat Berat Minyak dan Residu

Menjadi Solar ......................................................................... 84

Gambar 4.7 Konversi Distilat Berat Minyak dengan Proses

Penghidrorengkahan .............................................................. 84

Gambar 5.1 Skema alat Micro Activity Test ................................................ 90

Gambar 5.2 Alat Catatest Unit ................................................................... 91

Gambar 5.3 Alat Autoclave ........................................................................ 91

Gambar 5.4 Pengaruh temperatur Operasi pada Komposisi HidrokarbonReformat ................................................................................ 96

Gambar 5.5 Pengaruh Tekanan Operasi pada Komposisi Hidrokarbon

Reformat ................................................................................ 97

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkungan 1

BAB 1

PENDAHULUAN

Sejak mulai diproduksi secara komersial satu setengah abad yang lalu, minyakbumi telah berkembang menjadi sumber energi andalan. Dengan berkembangnyaindustri kendaraan bermotor sejak awal abad yang lalu penggunaan minyak makinmeningkat. Namun, demikian pula permasalahan yang diakibatkannya.

Dalam dua dekade sebelum lonjakan harga minyak pertama dari US$ 3 perbarel menjadi US$ 12 per barel pada tahun 1972, perkembangan negara industribanyak dipengaruhi oleh tersedianya minyak bumi murah, yang umumnya berasaldari Timur Tengah. Kebutuhan produk minyak naik rata-rata 7% volume per tahundengan kebutuhan minyak mentah meningkat sekitar dua kali selama dua dekadetersebut.

Pengaruh emisi gas buang kendaraan bermotor belum mengganggu lingkungansehingga bensin pada masa itu masih diperbolehkan memakai aditif timbel untukmenaikkan angka oktana. Kadar sulfur bensin dan solar juga masih tinggi.

Dengan kenaikan harga minyak mentah, kebutuhan akan produk minyak relatifstabil dari tahun 1970 sampai 1980, tetapi tingginya harga produk minyak telahmendorong pengurangan pemakaiannya sebagai energi pembangkit tenaga listrikyang beralih ke energi lain, yaitu batu bara, nuklir dan gas bumi.

Untuk itu fraksi berat minyak direngkah menjadi bahan bakar minyak ringandengan proses perengkahan katalitik dan proses penghidrorengkahan. Prosesperengkahan katalitik fraksi berat dan residu ditujukan untuk pembuatan komponenutama bensin. Komponen utama kerosin dan solar dapat dihasilkan dari prosespenghidrorengkahan distilat berat minyak.

Teknologi pengolahan minyak mentah berkembang secara evolusi, yaitu mulaibagaimana meningkatkan perolehan produk dari proses yang tersedia, danbagaimana meningkatkan mutu produk. Pengembangan teknologi dalam industrimigas harus dilakukan melalui aplikasi teknologi terapan.

Selain pengembangan teknologi kilang dalam kurun waktu 20 tahun terakhirdan isu lingkungan yang berkaitan erat dengan kesehatan, keselamatan kerja danlingkungan, maka telah dilakukan pula pengetatan persyaratan bahan bakar minyakbensin dan solar, yaitu antara lain pembatasan pemakaian aditif timbel pada bensindan upaya kenaikan mutu solar.

Dengan merosotnya mutu dan produksi minyak bumi yang berharga sempatdi atas US$ 70 per barel pada tahun 2006, dan pengetatan persyaratan bahanbakar bensin dan solar tersebut, maka fraksi-fraksi minyak bumi harus dikonversimenjadi komponen-komponen utama bensin dan solar dengan bantuan proses-proses katalitik.

Perbedaan utama antara minyak bumi dari berbagai lapangan produksi terletakpada hasil komposisi hidrokarbon, proporsi hidrokarbon rendah dan berat sertakeberadaan senyawa lain selain hidrokarbon di dalam minyak bumi itu. Dalam

Proses Pembuatan Bahan Bakar Bensin dan Solar Ramah Lingkungan2

pengolahan minyak bumi diperlukan berbagai informasi tentang sifat-sifat minyakbumi tersebut antara lain: kandungan fraksi, komposisi molekul hidrokarbon danjumlah serta jenis molekul non-hidrokarbon yang menjadi pengotor.

Proses separasi minyak bumi adalah proses pertama untuk pemisahan minyakbumi menjadi fraksi-fraksi pada proses distilasi atmosfer dan distilasi vakum, yaitunafta, kerosin, distilat vakum dan residu, baik residu atmosferik maupun residuvakum.

Dalam rangka meningkatkan nilai tambah minyak bumi berharga tinggi tersebut,maka dikembangkan pula proses tahap kedua, baik secara proses termal maupunproses katalitik. Residu direngkah secara proses termal seperti proses visbreker(visbreaker) dan proses koker (coker), yang menghasilkan produk bensin dan solarbermutu rendah. Proses perengkahan katalitik distilat vakum dan residumenghasilkan produk bensin (cat. cracked gasoline) bermutu tinggi, tetapi mutuproduk solarnya (cycle gasoil) masih rendah. Proses isomerisasi fraksi nafta ringandan proses reformasi katalitik fraksi nafta berat dapat menghasilkan komponenutama bensin bermutu tinggi, yaitu masing-masing isomerat dan reformat.Komponen kerosin dan solar bermutu tinggi dihasilkan dari prosespenghidrorengkahan distilat berat. Mutu produk solar dari hasil proses perengkahantersebut dapat ditingkatkan dengan proses penghidromurnian. Prosespenggabungan alkilasi dan polikondesasi dari produk samping gas olefin rendah(C

3/C

4) yang berasal dari proses perengkahan dapat menghasilkan komponen

utama bensin, yaitu masing-masing alkilat dan bensin polimer.

Peningkatan program “langit biru” dengan penurunan emisi gas buang darikendaraan bermotor, telah menuntut pula peningkatan persyaratan bahan bakarbensin dan solar yaitu pembatasan kandungan hidrokarbon tak-jenuh dan sulfur,sehingga pembuatan komponen utama kedua jenis bakar tersebut harus memakaiproses-proses katalitik berteknologi tinggi.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi(PPPTMGB) –LEMIGAS adalah salah satu Puslitbang di bawah Badan Penelitiandan Pengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral – Kementrian Energi danSumber Daya Mineral yang melakukan penelitian dan pengembangan industriminyak dan gas bumi. Dalam rangka menunjang kelancaran operasi danpengembangan kilang minyak Pertamina, beberapa penelitian proses-proseskatalitik pengolahan minyak bumi telah dilakukan antara lain untuk pembuatanbahan bakar dan bahan dasar pelumas pada Laboratorium Katalis KelompokPengembangan Teknologi Proses dan Katalis, yang dibangun pada sekitar tahun1974.

Kilang minyak Pertamina mengolah dengan kapasitas terpasang sekitar 1063MBCD (ribu barel per hari kalender) minyak bumi pada tujuh unit pengolahan padaproses-proses separasi dan konversi–baik termal maupun katalitik–untukpembuatan bahan bakar, bahan dasar pelumas, pelarut dan bahan baku prosesindustri petrokimia. Komponen utama bensin dan solar yang dihasilkan antara lainbensin rengkahan katalitik, reformat, isomerat, alkilat, polygasoline, dan solarhidrorengkahan serta solar hidropemurnian.


Minyak bumi, unjuk kerja proses-proses katalitik untuk pembuatan komponenutama bensin dan solar dan spesifikasinya, beberapa penelitian proses-proseskatalitik terkait pada PPPTMGB “LEMIGAS” dan pembuatan bensin dan solar padakilang minyak Pertamina akan diuraikan dalam bab-bab buku ini.


BAB 2

MINYAK BUMI

Minyak bumi berasal dari tumbuhan-tumbuhan dan hewan laut (marine algea)dan bakteria yang telah mengalami perubahan kimia. Pembentukannya terjadiratusan juta tahun lalu. Perubahan bahan-bahan organik tersebut menjadihidrokarbon terjadi oleh pengaruh temperatur dan tekanan di dalam endapan yangmengarah terbentuknya batuan sedimen (sedimentary rock). Hidrokarbon yangterbentuk dalam fase cair merupakan minyak bumi dan dalam fase gas disebutgas bumi. Minyak bumi telah ditemukan dalam mutu komersial pada semua benuadi dunia. Terdapat sekitar 1500 jenis yang telah ditemukan. Perbedaan utama antaramasing-masing minyak bumi terletak antara lain pada komposisi hidrokarbon,proporsi hidrokarbon rendah dan berat serta keberadaan senyawa lain selainhidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi itu.[1]

Minyak bumi mengandung sekitar 85% berat atom karbon (C) dan 12% beratatom hidrogen (H) dan sisanya atom sulfur (S), nitrogen (N), oksigen (O) danlogam (Ni, V, Fe). Berdasarkan jumlah kedua atom karbon dan hidrogen tersebutmaka minyak bumi mengandung sebagian besar senyawa hidrokarbon. Sisanyaadalah senyawa yang mengandung atom S, N, O dan logam di samping atomkarbon dan hidrogen; senyawa demikian yang disebut senyawa non-hidrokarbon (Tabel 2.1).[ 2,3]

Tabel 2.1Analisis Elementer Minyak Bumi

Dalam pengolahan minyak bumi diperlukan berbagai informasi tentang sifat-sifat berikut: kandungan fraksi, komposisi molekul hidrokarbon, serta jumlah danjenis molekul pengotor non-hidrokarbon.

Merosotnya mutu maupun produksi minyak bumi dan kenaikan konsumsi bahanbakar ringan (bensin, avtur, kerosin dan solar) yang relatif lebih besar daripada


kenaikan konsumsi bahan bakar berat (minyak berat) menuntut pengolahan fraksiberat minyak tersebut dengan proses-proses konversi berteknologi tinggi, yaituproses katalitik. Minyak bumi adalah bahan mineral yang dapat diproses menjadiberbagai jenis produk minyak antara lain: bahan bakar minyak, bahan dasarpelumas, pelarut, dan bahan baku untuk industri petrokimia.

2.1 KLASIFIKASI MINYAK BUMI

Minyak bumi mengandung molekul hidrokarbon dan non-hidrokarbon yangkadarnya sangat bervariasi antara minyak yang satu dan yang lain. Dalam rangkapengolahan minyak bumi diperlukan berbagai informasi tentang sifat-sifat minyakbumi tersebut. Untuk mengetahui perbedaan sifat-sifat minyak bumi ini dibuatberbagai macam pengklasifikasian minyak bumi antara lain: massa jenis, klasifikasiBureau of Mines, karakteristik Kuop, dan kadar sulfur.

Pengolahan minyak bumi berkadar non-hidrokarbon tinggi memerlukan suatuproses konversi yang lebih sulit dan mahal dibandingkan dengan pengolahanminyak bumi berkadar non-hidrokarbon rendah, sehingga nilai suatu minyak bumitersebut dapat pula ditentukan dari kadar senyawa non-hidrokarbonnya. Komposisielementer beberapa minyak bumi disajikan pada Tabel 2.2.[4]

2.1.1 Massa Jenis

Massa jenis minyak bumi biasa dinyatakan dalam gravitas spesifik (specificgravity atau SG 60/60F) dan dalam oAPI gravity yang dikembangkan oleh Ameri-can Petroleum Institute). Hubungan antara SG 60/60 dan oAPI gravity adalahsebagai berikut:

131,560/60SG

141,5APIo Gravity

Berdasarkan massa jenis (specific gravity 60/60oF dan oAPI) dari minyak bumidapat diprediksi jumlah fraksi ringan dan fraksi berat yang dapat diperoleh darihasil distilasi minyak bumi tersebut. Minyak bumi bermassa jenis rendahmengandung banyak fraksi ringan, dan sebaliknya minyak bumi dengan massa

Tabel 2.2Komposisi Elementer beberapa Minyak Bumi


jenis yang tinggi mengandung banyak fraksi berat (residu). Berdasarkan massajenisnya, minyak bumi diklasifikasikan sebagai: minyak bumi ringan, minyak bumimedium ringan, minyak bumi medium berat, minyak bumi berat dan minyak bumisangat berat (Tabel 2.3).[5]

Tabel 2.3Klasifikasi Minyak Bumi Berdasarkan Massa Jenis

Catatan: oAPI Gravity = 131,5F60/60SG

141,5o

Minyak bumi ringan adalah yang terbaik karena dapat menghasilkan fraksiringan yang banyak yang dapat digunakan sebagai komponen bahan bakar ringandan menengah (bensin, kerosin dan solar). Minyak bumi dengan berbagai jenisoAPI dan persentase fraksi ringannya disajikan masing-masing pada Tabel 2.4dan 2.5. [5]

Separasi minyak bumi dengan proses distilasi (atmosfer dan vakum) akanmenghasilkan fraksi-fraksi minyak bumi berupa nafta, kerosin, solar, distilat vakumdan residu. Fraksi-fraksi minyak bumi tersebut dapat diolah menjadi berbagai jenisproduk antara lain bahan bakar minyak, bahan dasar pelumas, pelarut dan bahanbaku industri petrokimia.

Hubungan antara komposisi molekul hidrokarbon dan total atom karbon sertakadar molekul non-hidrokarbon, dengan trayek titik didih fraksi minyak bumidisajikan pada Gambar 2.1.[6]

2.1.2 Klasifikasi Minyak Bumi menurut US Bureau of Mines

Lane dan Garton dari Biro Pertambangan Amerika Serikat (US Bureau of Mines,USBM) membuat pengklasifikasian minyak bumi berdasarkan atas gravitas oAPIdari dua fraksi kunci minyak bumi, yaitu Fraksi 250–275oC pada tekanan 1 atmosferdan Fraksi 275–300oC pada tekanan 40 mm Hg. Masing masing-masing dianggapmewakili fraksi ringan dan fraksi berat dari minyak bumi tersebut. Kombinasi nilaigravitas oAPI kedua jenis fraksi kunci tersebut menghasilkan sembilan golonganminyak bumi (Tabel 2.6).[5,7]


Tabel 2.4Beberapa Minyak Bumi dan oAPI-nya

Tabel 2.5Beberapa Minyak Bumi dan Kandungan Fraksinya


Tabel 2.6Klasifikasi Minyak Bumi Berdasarkan Sistem Bureau of Mines

Gambar 2.1Komposisi Molekul di dalam Fraksi Minyak Bumi

Dengan mengetahui komposisi hidrokarbon parafin, naftena dan intermediatdari fraksi-fraksi minyak bumi tersebut maka akan didapat informasi tentangpotensinya dalam pembuatan berbagai produk minyak bumi, antara lain bahanbakar minyak dan bahan dasar pelumas.


2.2 KOMPOSISI MOLEKUL MINYAK BUMI

2.2.1 Hidrokarbon Minyak Bumi

Molekul hidrokarbon yang dijumpai di dalam minyak bumi yaitu mulai dari C1

(metana) sampai C60

yang dapat dibagi dalam tiga kelompok hidrokarbon berikut:parafin, naftena dan aromatik. Beberapa jenis kelompok molekul hidrokarbontersebut ditunjukkan pada Gambar 2.2.

2.2.1.1 Parafin

Kelompok parafin atau alkana dengan rumus molekul CnH

2n+2 adalah

hidrokarbon jenuh yang terbagi dalam dua jenis: yaitu normal-parafin dan isoparafin.Senyawa normal-parafin yang pernah ditemukan di dalam fraksi minyak bumi adalahdari C

4 sampai C

40. Umumnya isoparafin yang dijumpai di dalam fraksi minyak

bumi adalah molekul parafin bercabang pada atom karbon 2 (2 metil) dan atomkarbon 3 (3 metil) yang kadarnya sedikit. Normal-parafin terdapat dalam tiga jenisfase yaitu fase gas (C

1–C

4), fase cair (C

5–C

17), dan fase padat C

18. [3]

2.2.1.2 Naftena

Jenis molekul dari kelompok naftena yang banyak dijumpai di dalam fraksiminyak bumi adalah dua jenis cincin naftena yaitu siklo-pentana (C

5) dan siklo-

heksana(C6) dan sedikit sekali cincin siklo-butana (C

4) atau siklo-heptana (C

7).

Rumus umum molekul naftena adalah sebagai berikut: mono-siklis, CnH

2n; bi-siklis,

CnH

2n-2; tri-siklis, C

nH

2n-4 atau secara umum rumus molekul naftena dapat ditulis

CnH

(2n+2)–(2RN) di mana RN adalah jumlah cincin naftena di dalam molekul.[3]

Senyawa sulfur dari minyak bumi ini dapat mengganggu unjuk kerja proses-proses katalis yang digunakan untuk peningkatan nilai tambah dari fraksi-fraksiminyak tersebut. Minyak bumi dengan berbagai jenis kadar sulfur disajikan padaTabel 2.9.

Tabel 2.9Minyak Bumi Berbagai Jenis Kadar Sulfur


Gambar 2.2 Hidrokarbon Minyak Bumi


2.2.1.3 Aromatik

Jenis molekul aromatik yang dijumpai di dalam fraksi minyak bumi adalah darisatu cincin (benzena) sampai dengan cincin banyak (poli-aromatik). Rumus umummolekul aromatik adalah sebagai berikut: mono-siklis dan turunannya, C

nH

2n-6; bi-

siklis antara campuran cincin naftena dan cincin aromatik, CnH

2n-8; bi-siklis aromatik,

CnH

2n-12, atau rumus umum aromatik dapat ditulis sebagai berikut: [3]

Cn H

(2n+RN) – (6RA + 2 RAS)

di mana : RN = jumlah cincin naftena

RA = jumlah cincin aromatik

RAS = jumlah cincin aromatik yang berkondensasi (seperti naftena).

2.2.2 Non-Hidrokarbon

Minyak bumi mengandung sedikit senyawa non-hidrokarbon yang mengandungatom sulfur, nitrogen, oksigen dan logam (organometalik) seperti besi (Fe), vana-dium (V) dan nikel (Ni), serta molekul besar (makromolekul) seperti aspal danresin.[2,3]

Molekul non-hidrokarbon tersebut adalah racun katalis yang dapat menurunkanunjuk kerja proses katalitik yang digunakan dalam pengolahan minyak bumi.Beberapa jenis molekul non-hidrokarbon tersebut ditunjukkan pada Gambar 2.3.

2.2.2.1 Sulfur Organik

Molekul sulfur organik dapat mencapai sekitar 6% berat dari minyak bumi.Jenis-jenis yang dijumpai di dalam fraksi minyak bumi adalah:

Kelompok Parafin - Merkaptan, sulfida dan disulfida

Kelompok Naftena - Siklo-pentana-tial, siklo-heksana-tial, tiasiklo-heksana, tiofena.

Kelompok Aromatik - Benzo-tiofena, benzo-tiofana, dan di benzo-tiofena.

Kadar sulfur naik dengan bertambahnya titik didih fraksi minyak bumi (Tabel2.10).[1] Hubungan antara gravitas oAPI dan kadar sulfur minyak bumi ditunjukkanpada Gambar 2.4.

2.2.2.2 Nitrogen Organik

Molekul nitrogen organik di dalam minyak bumi dapat mencapai 2% berat dariminyak bumi, dan terdiri atas:

Basa kuat : Piridina, quinolina, isoquinolina, dan akridina.

Basa lemah : Pirola (pyrrole), indola, karbazal, dan porfirin (porphyrin).

Molekul nitrogen organik dijumpai dalam molekul besar yang banyakterkonsentrasi di dalam fraksi residu yaitu asfalten. Dengan naiknya kadar residukarbon Conradson (Conradson Carbon Residue –CCR) dari fraksi residu tersebutmaka kadar molekul nitrogen organik tersebut akan turut pula meningkat. Senyawanitrogen minyak bumi dengan berbagai kadar nitrogen disajikan pada Tabel 2.11.[8]


Gambar 2.3Non-Hidrokarbon Minyak Bumi

Tabel 2.10Distribusi Sulfur di dalam Fraksi Minyak Bumi


Tabel 2.11Kadar Nitrogen Beberapa Minyak Bumi

2.2.2.3. Oksigen Organik

Molekul oksigen organik dapat mencapai kadar sekitar 2% berat dari minyakbumi, dan terdiri atas:

Asam : Terbanyak pada kelompok parafin (alkanoat) dan sedikit pada kelom-pok naftena mono-siklis dan bi-siklis (naftenat) dan aromatik(benzoat).

Non-asam : Ester, amida, keton, benzofuran dan dibenzofuran.

Molekul oksigen organik ini terkonsentrasi di dalam fraksi residu, tapi fenoldan kresol pernah dijumpai di dalam fraksi nafta dan nafta rengkahan katalitik.Minyak bumi dengan berbagai kadar oksigen organik disajikan pada Tabel 2.12.[8]

Gambar 2.4Kadar Sulfur dan Gravitas Spesifik Minyak Bumi


Logam dari makromolekul dapat menutup pori katalis sehingga menyebabkanunjuk kerja proses katalitik pengolahan minyak bumi menurun.[9]

Tabel 2.12Kadar Oksigen Beberapa Minyak Bumi

2.2.2.4 Makromolekul

Senyawa makromolekul terkandung banyak di dalam fraksi residu yang terdiriatas sebagian besar atom karbon (C) dan hidrogen (H) dan sedikit atom sulfur (S),nitrogen (N), oksigen (O) dan logam besi (Fe), nikel (Ni) dan vanadium (V). Jenismakromolekul tersebut terdiri atas empat jenis, yaitu: resin, asfaltena, karbena,dan karboida.[8]

Resin adalah senyawa berupa pasta yang dapat dipisahkan dengan prosesadsorpsi dengan memakai adsorben silikat. Berat molekul resin ini sekitar 500–1200 yang rumus umumnya tanpa atom S, N, O dan logam adalah C

n H

2n-x di mana

x : 10–30.

Asfaltena mempunyai berat molekul sekitar 1000–2500 dengan rumus molekultanpa S, N, O, dan logam adalah C

n H

2n-x di mana x = 100–120 dan kadarnya di

dalam minyak bumi dapat mencapai sekitar 10% berat. Asfaltena ini dapat larut didalam fraksi nafta, pentana dan heksana. Asfaltena terdiri atas dua jenis, yaitukarbena dan karboida.

Karbena dapat larut sebagian di dalam karbon disulfida (CS2) dan karbon tetra-

klorida (CCl4), sedang karboida hanya dapat larut di dalam klornaftalena mendidih.

Senyawa organometalik terdiri atas dua jenis yaitu: organometalik yang dapatlarut di dalam air (Mg, Zn, Ca) dan atom logam yang stabil di dalam strukturmakromolekul yaitu: porfirin (V, Ni, Fe) (Gambar 2.5). Senyawa makromolekuldapat menurunkan unjuk kerja proses katalitik pengolahan minyak bumi. Komposisielementer senyawa makromolekul, kadar asfaltena dan kadar logam di dalamminyak bumi disajikan pada Tabel 2.13, 2.14 dan 2.15.


Tabel 2.13Analisis Elementer Senyawa Makromolekul Minyak Bumi

Tabel 2.14Kadar Asfalten Beberapa Minyak Bumi

Gambar 2.5Struktur Molekul Porpirin


2.3 MINYAK BUMI INDONESIA

Laboratorium Evaluasi Minyak Bumi pada Kelompok Teknologi Separasi.Kelompok Program Riset Teknologi Proses, Pusat Penelitian dan PengembanganTeknologi Minyak dan Gas Bumi “LEMIGAS” telah melakukan evaluasi atasberbagai jenis minyak bumi Indonesia sejak tahun 1970. Evaluasi mutu minyakbumi ditujukan untuk mempelajari komposisi fraksi minyak bumi dankarakteristiknya, antara lain massa jenis, sifat hidrokarbon, kadar non-hidrokarbon(sulfur, nitrogen, oksigen, dan logam) dalam rangka mendapatkan data/informasiuntuk proses pengolahan minyak bumi tersebut. Lebih dari 200 jenis minyak bumitelah dievaluasi yang berasal baik sumur minyak dari PT. Pertamina maupun sumurminyak Kontraktor Production Sharing (KPS) yang berada dalam pengawasan BPMIGAS. Beberapa jenis minyak bumi Indonesia disajikan pada Tabel 2.16(7,10,11)

Tabel 2.15Kadar Logam Beberapa Minyak Bumi

Tabel 2.16Karakteristik Beberapa Jenis Minyak Bumi Indonesia


Pada umumnya minyak bumi Indonesia berkadar sulfur rendah S <0,1% berat,tapi minyak Bula dan Lemun mempunyai kadar sulfur tinggi yaitu masing-masingmencapai 2,57 dan 2,4% berat. Kadar fraksi ringan (IBP–180oC) dari minyak bumiIndonesia mempunyai variasi yang cukup luas yaitu dari 4,5 sampai 59,5% vol-ume. Gravitas oAPI, kadar sulfur, klasifikasi Bureau of Mines, kadar fraksi ringan(IBP–180oC) dan residu (>350oC).

2.4 KESIMPULAN

Minyak bumi terdiri atas campuran senyawa yang sangat kompleks (hidrokarbondan non-hidrokarbon). Pengolahan minyak bumi tersebut menjadi produk minyakbernilai tinggi sangat dipengaruhi oleh berbagai karakteristik minyak bumi antaralain: kadar fraksi ringan, jenis molekul hidrokarbon, kadar molekul non-hidrokarbon.

Jenis minyak bumi Indonesia cukup banyak tetapi umumnya ciri minyak bumiIndonesia adalah parafinik berkadar sulfur rendah.

DAFTAR PUSTAKA

1. Lucas, Alan G., (2001), Modern Petroleum Technology Volume 2. Downstream,6th Edition Published on Behalf of the Institute of Petroleum, John Willey &Sorns, Ltd, NewYork. pp 19-24.

2. Wuithier, P., (1965), Raffinage et Genie Chimique, Tome I, Edition, Paris.

3. Hobson, G. B., (1973), Modern Petroleum Technology, Applied Science Pub-lisher, Ltd. England.

4. Nasution, A. S., Minyak Bumi, Majalah Insinyur Indonesia. No. 14/Th XXVIII/1980. pp 9-20.

5. Kontawa A., Klasifikasi Minyak Bumi Indonesia, Lembaran Publikasi Lemigas2 (1993), 21-26.

6. Samanos, B. (1971), PhD. Thesis, Paris.

7. Baity Hotimah, Ria Pardede, Ibrahim R., Adiwar, Jurizal Suhud,. PemantauanPerubahan Klasifikasi Minyak Bumi Indonesia dalam Masa Produksi. DiskusiIlmiah ke 10, PPPTMG Lemigas, Jakarta 7–8 Juni 2005.

8. Barker, Colin, (1979), Organic Geochemistry in Petroleum Exploration, Edu-cation Course Note Series F 10, University of Tulsa.

9. Louis, M., Diktat Geokimia “ENSPM”, IFP, Rueil Malmaison-Prancis.

10. Kontawa, A. dan Ibrahim, R., Kadar Sulfur dalam Minyak Bumi Indonesia,Lembaran Publikasi Lemigas 2. (1993), 22-34.

11. Buku Minyak Bumi Indonesia Sifat dan Karakteristiknya. Edisi ke-4. Tahun2005 Lemigas, Jakarta.


BAB 3

PEMBUATAN BENSIN RAMAH LINGKUNGAN

Proses separasi minyak bumi adalah proses pertama untuk pemisahan minyakbumi menjadi fraksi-fraksinya. Proses ini meliputi proses distilasi atmosfer dandistilasi vakum, yang menghasilkan nafta, kerosin, distilat vakum, dan residu (residuatmosferik dan residu vakum).

Dalam rangka meningkatkan nilai tambah fraksi minyak bumi tersebut, makadilakukan proses tahap kedua, yaitu: konversi, baik berupa proses termal maupunproses katalitik. Residu direngkah secara proses termal, yaitu proses visbrekerdan proses koker, dan menghasilkan produk bensin dan solar bermutu rendah.Proses perengkahan katalitik residu dan distilat vakum menghasilkan produk bensinrengkahan katalitik (cat. cracked gasoline) yang bermutu tinggi, tetapi mutu produksolar (cycle gas-oil) yang dihasilkannya masih rendah. Proses isomerisasi fraksinafta ringan dan proses reformasi katalitik fraksi nafta berat dapat menghasilkankomponen utama bensin, yaitu masing-masing isomerat dan reformat. Prosespenggabungan alkilasi dan polikondensasi dari produk samping gas olefin rendah(C

3/C

4) dari proses perengkahan dapat menghasilkan komponen utama bensin,

yaitu masing-masing alkilat dan bensin polimer.

Bensin mempunyai kisaran titik didih dari 30oC sampai 215oC yang mengandunggrup hidrokarbon parafin, olefin, naftena, dan aromatik dengan variasi nilai angkaoktananya cukup besar.

Proses pembuatan bensin dimulai dengan separasi minyak bumi pada prosesdistilasi atmofer dan distilasi vakum. Minyak bumi difraksionasi menjadi nafta (sd.180oC), kerosin (180o–250oC), solar (250o–350oC), distilat vakum (350o–550oC),dan residu vakum (> 550oC).

Fraksi nafta diseparasi menjadi gas (C1/C

2), LPG (C

3/C

4), nafta ringan (C

5/C

6)

untuk umpan proses isomerisasi, dan nafta berat dipakai sebagai umpan reformasikatalitik. Sehubungan dengan banyaknya fraksi nafta yang digunakan untuk umpanproses petrokimia (sekitar 40% dari total produk nafta), maka kebutuhan umpannafta dipenuhi dengan hasil dari proses perengkahan termal dan katalitik fraksiberat, dan juga dari proses penggabungan (alkilasi dan polimerisasi) yangmenggunakan umpan gas (C

3/C

4).

Proses pembuatan komponen bensin[1] terdiri atas: (1) proses separasi ataudistilasi (menghasilkan straight-run naphtha) dan (2) proses konversi, yaitu: (a)proses konversi termal, yaitu proses visbreker (visbreaker naphtha), dan proseskoker (coker naphtha), dan (b) proses konversi katalitik yaitu: proses perengkahankatalitik (bensin rengkahan katalitik – cat. cracked gasoline), prosespenghidrorengkahan (hydrocracked naphtha), proses isomerisasi (isomerat),proses reformasi katalitik (reformat), proses alkilasi (alkilat) dan proses polimerisasi(bensin polimer–polygasoline).

Pengetatan persyaratan lingkungan tentang gas buang menuntut pulapeningkatan persyaratan bahan-bakar bensin untuk penurunan emisi gas buangnya


Untuk pembuatan bensin ramah lingkungan diperlukan peningkatan pembuatanjumlah komponen utama bensin berangka oktana tinggi (HOMC – high octanemogas components) yang diperoleh dari proses-proses katalitik, yaitu: bensinrengkahan katalitik[2] reformat,[1] isomerat,[6] alkilat,[7] dan bensin polimer.[8]

Komponen bensin penunjang lainnya mempunyai mutu rendah (LOMC – low oc-tane mogas components).

Pada umumnya proses-proses katalitik tersebut adalah proses-proses yangcukup pelik dan rumit, baik ditinjau dari segi fundamental atau teori maupun darisegi operasionalnya. Pemahaman tingkah laku proses-proses katalitik secara lebihterarah merupakan salah satu usaha untuk meningkatkan unjuk kerja proseskatalitik tersebut.

Unjuk kerja proses-proses katalitik untuk pembuatan komponen utama bensin,karakteristik komponen bensin dan komposisinya dalam pembuatan bensin ramahlingkungan, serta spesifikasi bensinnya disajikan dalam bab ini.

3.1 PROSES PEMBUATAN KOMPONEN UTAMA BENSIN

3.1.1 Proses Perengkahan Katalitik

Proses perengkahan katalitik adalah sangat penting dan merupakan prosesutama pada pengolahan minyak untuk mengkonversi fraksi berat minyak bumi

(CO, NOx, SOx, hidrokarbon dan partikulat). Oleh karena itu bahan bakar bensinharus dibatasi kadar hidrokarbon tak jenuh (aromatik dan olefin) dan kadar sulfur,dan ditingkatkan angka oktana bensin.[2,3,4] Pengaruh penurunan kadar benzena,total aromatik, olefin dan sulfur, serta peningakatan kadar aditif MTBE (methyltertiary butil ether) dan T90 (temperatur terdistilasi bensin 90% vol) pada emisigas buang disajikan pada Tabel 3.1.[5]

Tabel 3.1Pengaruh Komposisi Bensin pada Emisi Gas Buang

Catatan: (=) tetap; (-) = berkurang; dan (+) = bertambah


menjadi produk ringan (bensin, minyak ringan dan LPG).[9,10,11] Jenis prosesperengkahan katalitik mutakhir adalah katalis mendidih (Fuidized bed) yaitu FCCU(Fluidized Catalytic Cracking Unit) yang mengolah umpan distilat berat dan RCC(Resid Catalytic Cracking) berumpan residu.[9,12]

Katalis perengkahan telah pula berkembang mulai dari silika-alumina (amorf,zeolit) dan katalis matriks sehingga memungkinkan penurunan waktu tinggal umpandi riser pada temperatur tinggi dengan pembentukan endapan kokas rendah padapermukaan katalis.

Produk bensin rengkahan katalitik (cat. cracked gasoline) adalah komponenutama dalam pembuatan bensin ramah lingkungan yang proporsinya dalam bensinyang dipisahkan dapat mencapai sekitar 33% volume. Bensin tersebut berangkaoktana tinggi (RON 93) dengan selektivitas tinggi (RON–MON) (kurang baik) sekitar13 angka dan distribusi angka oktananya homogen (baik).

Bensin perengkahan katalitik mengandung kadar hidrokarbon tak jenuh tinggi,yaitu olefin (25–45 % volume) dan aromatik (30–35 % volume) yang terkonsentrasimasing-masing di dalam fraksi ringan dan fraksi berat dari produk bensin tersebut.Kandungan sulfur yang tertinggi diantara komponen-komponen utama bensinterkonsentrasi di dalam fraksi berat produk bensin tersebut.

Bensin ramah lingkungan harus mempunyai angka oktana tinggi tanpa aditiftimbel (tetra ethyl lead-TEL) dengan pembatasan kadar hidrokarbon tak-jenuh (ole-fin dan aromatik) dan kadar sulfur rendah.

Proses perengkahan katalitik dapat dioperasikan untuk pembentukan berbagaijenis produk utama berikut: maksimum bensin, maksimum distilat sedang, danmaksimum LPG dengan pengaturan kondisi operasi dan penyesuaian aktivitaskatalisnya.

3.1.1.1 Reaksi Perengkahan Katalitik

Mekanisme reaksi perengkahan katalitik dapat diuraikan seperti pada Gambar3.1. Reaksi perengkahan katalitik berjalan melalui pembentukan senyawa-antaraion karbonium (R+) yang dihasilkan dengan penarikan ion hidrida (H-) dari molekulumpan oleh inti aktif asam Lewis katalis (I) atau pemberian proton (H+) oleh intiaktif asam Bronsted katalis ke olefin (II) yang dihasilkan dari perengkahan termalumpan di dalam riser (III). Molekul hidrokarbon dari reaktan harus berfase uapagar supaya molekul tersebut dapat dengan mudah berdifusi ke inti aktif asam didalam pori katalis. Ion karbonium dapat pecah (III) pada posisi beta dan terbentukolefin dan ion karbonium rendah, dan juga berisomerisasi (IV) atau transfer hidrogen(Gambar 3.1).[12, 13]


Transfer hidrogen berdampak negatif pada mutu produk, yaitu terbentuknyabensin berkadar olefin tinggi dengan angka oktana rendah, dan minyak ringanberkadar aromatik tinggi dengan angka setana rendah, serta terjadi pula penurunanperolehan C

3 dan C

4.

Perengkahan termal dapat timbul bersamaan dengan perengkahan katalitikpada temperatur operasi tinggi, yang merugikan, baik ditinjau dari perolehanmaupun mutu produk bensin, yaitu terbentuknya produk bensin berkadar olefintinggi dengan sedikit kadar iso-olefin dan parafin rendah serta produk gas tinggi(C

1– C

3).

Perengkahan hidrokarbon umpan berjalan sebagai berikut: [1]

- Perengkahan parafin dipengaruhi oleh ukuran dan struktur molekul parafin,yaitu makin besar jumlah atom karbon (C>6), dan yang mempunyai atom karbontersier lebih mudah perengkahannya dan produk gas yang dihasilkanmengandung banyak C

3 dan C

4.

- Dehidrogenasi naftena menjadi aromatik dan pemutusan rantai cincin C–C darinaftena tersebut adalah dua reaksi utama pada perengkahan naftena. Produkcair dan gas mengandung lebih banyak parafin daripada yang dihasilkanperengkahan parafin.

- Perengkahan aromatik dengan gugus alkil berkadar atom karbon C <3 tidaksangat reaktif. Pemutusan alkil aromatik beratom banyak terjadi pada atomkarbon yang terikat langsung pada cincin aromatik yang akan menghasilkanproduk benzena dan olefin.

Gambar 3.1Mekanisme Reaksi Perengkahan


3.1.1.2 Umpan Perengkahan Katalitik

Bahan baku proses perengkahan katalitik adalah fraksi berat minyak, yaitu diantaranya fraksi minyak 250–550oC dan juga residu yang terdiri atas molekulhidrokarbon dan kotoran non-hidrokarbon.

Komposisi hidrokarbon umpan memengaruhi perolehan dan mutu produkbensin yaitu:

- Kecepatan relatif perengkahan hidrokarbon menurun dari olefin > naftena >isoparafin > parafin > aromatik.

- Semakin besar ukuran molekul, semakin tinggi pula kecepatan perengkahan.

Umpan distilat vakum aromatik akan menghasilkan konversi umpan rendah,perolehan produk bensin rendah berangka oktana tinggi. Pengaruh jenis umpandistilat vakum pada karakteristik produk bensin disajikan pada Tabel 3.2.[14]

Tabel 3.2Pengaruh Jenis Umpan Distilat Vakum pada Karakteristik Produk Bensin

Umpan residu mengandung banyak kotoran non-hidrokarbon[15] yaitu senyawaorganik yang mengandung atom sulfur, nitrogen dan oksigen, dan senyawa asfaltenatau karbon residu (micro carbon residue) yang mengandung logam (Ni, V, Fe,Cu). Senyawa non-hidrokarbon tersebut dapat menurunkan unjuk kerja katalis.Pengaruh kadar karbon residu pada karakteristik produk bensin disajikan padaTabel 3.3.


Pada tingkat konversi umpan >78% vol, maka senyawa sufur terkonversi sekitar50% vol. menjadi gas H

2S, dan sisa senyawa sulfur terdistribusi pada produk

perengkahan berikut: bensin 6% berat, minyak ringan (light cycle oil) 23% berat,decanted oil 15% berat dan kokas 6% berat. Sulfur tiofenik dijumpai di dalamproduk minyak berat dan decanted oil. Kotoran sulfur tidak banyak mempengaruhikonversi umpan dan perolehan produk bensin. Kandungan sulfur terkonsentrasipada fraksi berat (400–450oF) produk bensin (Tabel 3.4).

Tabel 3.3Distribusi Produk Rengkahan dari Umpan Berbagai Kadar Karbon Residu Umpan

Tabel 3.4Distribusi Sulfur dari Produk Bensin Rengkahan Katalitik

Catatan : Fraksi (400–4500F) adalah 10% volume bensin.

Senyawa nitrogen organik terdiri atas 25–50% basa kuat yang merupakanracun temporer dari katalis. Katalis matriks lebih besar toleransinya pada racunnitrogen tersebut daripada katalis perengkah lainnya seperti. Al

2O

3-SiO

2 (amorph).

Pirol (pyrrole) dan piridina (pyridine) dijumpai di dalam produk minyak ringan. Danoksidasi senyawa nitrogen ini relatif mudah yang membuat produk minyak ringanberwarna (kestabilan warna rendah ). Senyawa nitrogen terdistribusi di dalamproduk perengkahan, yaitu minyak ringan < minyak berat (heavy cycle oil) < residu.Senyawa nitrogen dapat menurunkan konversi umpan dan perolehan produk bensindan angka oktananya.

Logam nikel berpotensi mempercepat reaksi dehidrogenasi umpan menjadiolefin yang akan dapat meningkatkan potensi pembentukan endapan kokas padapermukaan katalis. Pembakaran katalis bekas berkadar kokas tinggi akanmenaikkan temperatur regenerator, dan untuk menjaga temperatur reaktor tetap


Logam natrium (logam alkali tanah) dapat menetralisasi inti aktif asam katalisdi dalam raiser (riser) dan merusak struktur katalis di dalam regenerator dankerusakan tersebut dapat meningkat dengan adanya kandungan logam vanadiumdi dalam katalis. Racun logam vanadium dapat membentuk asam vanadat padaregenerator katalis.

Proses hidrodemetalasi umpan residu (atmospheric residuehydrodemetallization– ARHDM) dapat menurunkan kadar asfaltena (micro carbonresidu) dan juga kadar logam, kotoran non-hidrokarbon berupa sulfur dan nitrogenorganik.

harus diturunkan rasio katalis terhadap umpan dan konversi umpan. Sekitar 33%dari kadar logam nikel di dalam katalis ekuilibrium akan aktif dalam reaksidehidrogenasi umpan yang akan meningkatkan potensi pembentukan kokas.Efektivitas dari berbagai jenis racun logam terhadap logam Ni dinyatakan padaTabel 3.5.

Tabel 3.6Pengaruh Efektif Metal terhadap Distribusi Produk

Tabel 3.5Efektivitas Logam

Makin besar kadar logam (logam efektif besar) akan menaikkan perolehanproduk samping gas C

1+C

2 dan endapan kokas pada katalis serta terjadi penurunan

perolehan produk bensin. Pengaruh logam efektif pada produk proses perengkahankatalitik disajikan pada Tabel 3.6.


3.1.1.3 Katalis Perengkahan Katalitik

Katalis perengkahan dapat diklasifikasikan menjadi empat jenis berikut,[16,17]

- Silika alumina alam (acid treated natural aluminosilicates),

- Kombinasi silika-alumina amorf (amorphous silica–alumina combination),

- Katalis silika-alumina kristal atau zeolit (crystalline silica–alumina catalysts ataumolecular sieve),

- Katalis matriks (matrix catalyst).

Keunggulan katalis zeolit terhadap dua jenis lainnya adalah:[13,18

- Aktivitas tinggi

- Perolehan bensin tinggi berkadar parafin dan aromatik tinggi

- Pembentukan kokas rendah

- Produksi gas iso-butana tinggi

- Dapat dioperasikan pada konversi umpan tinggi tanpa perengkahan berlebih(overcracking).

Aktivitas tinggi katalis zeolit tersebut memungkinkan penurunan waktu tinggalumpan di dalam raiser dan yang akan mengurangi tingkat pengadukan(pencampuran) antara katalis dan umpan di dalam pipa raiser yang akanmenurunkan pembentukan endapan kokas di permukaan katalis. Pengaruh jeniskatalis pada karakteristik produk bensin disajikan pada Tabel 3.7.

Katalis perengkah matriks (matrix catalyst) terdiri atas silika-alumina zeolit-Yyang diikat di dalam suatu matriks silika-alumina amorf. Walaupun kadar zeolit didalam matriks sekitar 20–35% berat, tetapi aktivitas perengkahan terbesar darikatalis matriks dihasilkan oleh zeolit tersebut (70–85%) bukan dari matriks amorf.

Tabel 3.7Pengaruh Jenis Katalis pada Karakteristik Produk Bensin


Untuk meningkatkan aktivitas dan stabilitas hidrotermal katalis zeolit, makasebagian besar kadar natriumnya harus dihilangkan dengan metode pertukaranion baik dengan logam alkali tanah (rare metal) maupun ion ammonium yangkatalisnya masing-masing dinamakan zeolit REY dan zeolit HY. Katalis zeolit REYmenghasilkan banyak perolehan produk bensin berangka oktana rendah (gaso-line catalyst), sedang zeolite HY dapat menghasilkan produk bensin rendah denganoktana tinggi (octane catalysts).[17,18] Perbedaan angka oktana dari kedua jenisproduk bensin tersebut dapat mencapai 3,5 angka. Dengan mengombinasikankedua jenis zeolit tersebut dihasilkan katalis zeolit bermutu rengkahan (intermedi-ate) yang katalisnya dinamakan octane barrel catalysts. Karakteristik produk bensinyang dihasilkan oleh kedua jenis katalis zeolit REY dan HY disajikan pada Tabel3.8.

Aktivitas katalis matriks amorf lebih rendah daripada aktivitas katalis zeolit–Y,tetapi katalis matriks berpori besar (macropore) dapat merengkah molekul umpanbesar (bertitik didih > 4800C) yang hal ini tidak mungkin terjadi pada katalis zeolit(REY mampu HY) yang berpori kecil (micropore).

Katalis perengkahan harus mempunyai ukuran bubuk (particle size distribu-tion) yang sesuai agar dapat terfluidisasi (fluidized bed) dengan uap hidrokarbonumpan di dalam unit proses perengkahan terfluidisasi. Juga harus tahan terhadapgesekan (attrition resistance) supaya katalis tidak mudah pecah agar tidak banyakkehilangan katalis melalui pemisah katalis di siklon dari reaktor dan regenerator.Untuk itu ukuran bubuk katalis adalah sekitar 60–70 mm dan partikel katalis < 40mm tidak boleh lebih dari > 10% di dalam reaktor.

3.1.1.4 Unit Proses Perengkahan Katalitik

Unit proses perengkahan katalitik terdiri atas tiga bagian utama yaitu konventer(converter), fraksionator (fractionator) dan pemulihan gas (vapour recovery).[1]

Tabel 3.8Pengaruh Katalis pada Karakteristik Produk Bensin (C5–2040C)


Pengabutan umpan, penguapan dan pencampuran dengan katalis adalahtahap penentu yang dapat memengaruhi perolehan dan mutu produk utama bensin.

Katalis regenerasi panas ditransformasikan dari regenerator ke injeksi umpanriser. Katalis dijaga pada densitas didih optimal untuk memperoleh suatu transfercepat dari panas ke umpan yang jatuh berbentuk butiran di dalam raiser. Katalisregenerasi panas menguapkan molekul umpan dan memberi panas cukup untukreaksi perengkahan. Temperatur keluar dari raiser dikontrol dengan pengaturanjumlah pengaliran katalis regenerasi panas dari regenerator melalui kran katalis.

Pada bagian bawah raiser, kokas dan katalis terpakai dan tidak aktif lagi(deaktivasi temporer) dipisahkan dari produk reaksi dengan siklon reaktor. Uapproduk mengalir dari atas siklon ke kolom fraksionasi. Dengan pemisahan praktikelkatalis dari uap hidrokarbon di dalam siklon, maka reaksi katalitik akan berhentidengan cepat. Tetapi, di dalam pipa raiser, uap produk dapat terus dipecah melaluiperengkahan termal. Perengkahan termal lanjut produk bensin dan distilatmenghasilkan banyak produk gas bernilai rendah (C

1-C

3).

Pelucut (Stripper). Katalis bekas dipisah dari reaktor di dalam sistem siklontertutup dan di dalam pelucut uap hidrokarbon baik dari dalam maupun daripermukaan katalis akan dipisahkan dengan injeksi uap untuk meminimalkanterbawanya hidrokarbon ke regenerator.

Regenerator. Kokas dihilangkan dari katalis bekas dengan pembakaran didalam regenerator agar supaya aktivitas katalis tersebut naik kembali. Temperaturregenerator dijaga agar tidak terjadi pemanasan tinggi (overheating) denganmengontrol rasio CO

2/CO dari gas hasil pembakaran kokas tersebut. Regenerasi

katalis harus dapat menaikkan seoptimal mungkin aktivitas dan selektivitas katalis.Gas buang dari pembakaran kokas di dalam regenerator akan keluar melalui siklonregenerator, dan sebagian besar sisa katalis halus akan terbawa oleh gas buangtersebut. Pembakaran kokas selesai apabila diperoleh kelebihan oksigen 2% voldan kadar gas CO < 200 ppm di dalam gas buang.

Fraksionator. Fraksionator untuk pemisahan produk gas, bensin, minyakringan, minyak berat dan residu (decanted oil) dari produk hasil reaksi perengkahankatalitik.

Penampungan Gas. Penampungan gas ditujukan untuk pemisahan produkgas menjadi gas C

1- C

2 dan gas C

3 /C

4 dan atau LPG.


Gambar 3.2Konventer Orthoflow Kellogg

Konventer. Konventer dari unit proses perengkahan katalitik terdiri atas riser,stipper dan regenerator (Gambar 3.2).

(Raiser). Umpan panas dan sirkulasi umpan berfase cair dimasukkan ke bagianbawah raiser yang kontak dengan katalis regenerasi panas yang akan menguapkanumpan tersebut dan kemudian uap molekul umpan dipecah menjadi produk yangberat molekulnya rendah. Uap umpan masuk ke katalis yang membawanya naikke raiser dalam suatu fase suspensi encer. Proses perengkahan menghasilkanpembentukan kokas pada permukaan katalis yang aktivitasnya akan terus menurun.


Pengabutan umpan, penguapan dan pencampuran dengan katalis adalah tahappenentu yang dapat memengaruhi perolehan dan mutu produk utama bensin.

Katalis regenerasi panas ditransformasikan dari regenerator ke injeksi umpanriser. Katalis dijaga pada densitas didih optimal untuk memperoleh suatu transfercepat dari panas ke umpan yang jatuh berbentuk butiran di dalam riser. Katalisregenerasi panas menguapkan molekul umpan dan memberi panas cukup untukreaksi perengkahan. Temperatur keluar dari raiser dikontrol dengan pengaturanjumlah pengaliran katalis regenerasi panas dari regenerator melalui kran katalis.

Pada bagian bawah raiser, kokas dan katalis terpakai dan tidak aktif lagi(deaktivasi temporer) dipisahkan dari produk reaksi dengan siklon reaktor. Uapproduk mengalir dari atas siklon ke kolom fraksionasi. Dengan pemisahan praktikelkatalis dari uap hidrokarbon di dalam siklon, maka reaksi katalitik akan berhentidengan cepat. Tetapi, di dalam pipa riser, uap produk dapat terus dipecah melaluiperengkahan termal. Perengkahan termal lanjut produk bensin dan distilatmenghasilkan banyak produk gas bernilai rendah (C

1-C

3).

Pelucut (Stripper). Katalis bekas dipisah dari reaktor di dalam sistem siklontertutup dan di dalam pelucut uap hidrokarbon baik dari dalam maupun daripermukaan katalis akan dipisahkan dengan injeksi uap untuk meminimalkanterbawanya hidrokarbon ke regenerator.

Regenerator. Kokas dihilangkan dari katalis bekas dengan pembakaran didalam regenerator agar supaya aktivitas katalis tersebut naik kembali. Temperaturregenerator dijaga agar tidak terjadi pemanasan tinggi (overheating) denganmengontrol rasio CO

2/CO dari gas hasil pembakaran kokas tersebut. Regenerasi

katalis harus dapat menaikkan seoptimal mungkin aktivitas dan selektivitas katalis.Gas buang dari pembakaran kokas di dalam regenerator akan keluar melalui siklonregenerator, dan sebagian besar sisa katalis halus akan terbawa oleh gas buangtersebut. Pembakaran kokas selesai apabila diperoleh kelebihan oksigen 2% voldan kadar gas CO < 200 ppm di dalam gas buang.

Fraksionator. Fraksionator untuk pemisahan produk gas, bensin, minyakringan, minyak berat dan residu (decanted oil) dari produk hasil reaksi perengkahankatalitik.

Penampungan Gas. Penampungan gas ditujukan untuk pemisahan produkgas menjadi gas C

1- C

2 dan gas C

3 /C

4 dan atau LPG.


Kandungan hidrokarbon tak-jenuh (aromatik dan olefin) yang cukup tinggisekitar 50–60% volume di dalam bensin rengkahan katalitik akan memberikanselektivitas bensin tinggi pula yaitu sekitar 12–20 angka. (kurang baik) (Tabel 3.10).

Tabel 3.9Distribusi Angka Oktana Produk Bensin Rengkahan Katalitik

Catatan : Komponen utama : olefin pada fraksi 92-1720F dan aromatik pada fraksi 320-4000F.

Tabel 3.10Angka Oktana dan Selektivitas Bensin Rengkahan Katalitik

Unit proses perengkahan katalitik dengan umpan fraksi berat minyak adalahcukup fleksibel dan dapat dioperasikan untuk memperoleh berbagai jenis produkutama, yaitu membuat maksimal bensin, maksimal LPG dan maksimal distilatsedang dengan mengatur kondisi operasi dan memakai katalis yang tepat.Komposisi produk dari ketiga jenis modus operasi proses perengkahan katalitiktersebut disajikan pada Tabel 3.11.

Tabel 3.11Komposisi Produk dengan Berbagai Jenis Produk Utama

3.1.1.5 Produk Perengkahan Katalitik

Bensin rengkahan katalitik merupakan komponen utama terbesar dari bensinkomersial, yaitu sekitar 33% pada pembuatan bahan bakar bensin ramahlingkungan[5, 11, 14] yang mempunyai angka oktana tinggi (RON 90–95) dengandistribusi angka oktana homogen (Tabel 3.9).


Proses perengkahan katalitik terdapat pada UP III Pertamina Plaju/S. Gerongsatu unit yang mengolah umpan campuran (distilat vakum dan residu) sebesar20,5 MBCD, dan pada UP VI Pertamina Balongan satu unit mengolah umpan residu(campuran residu dan residu hidrodemetalisasi atmosferik) sebesar 83 MBCD.

3.1.2 Proses Reformasi Katalitik

Proses reformasi katalitik mengonversi umpan nafta berat berangka oktanarendah (RON 50–60) menjadi produk reformat berangka oktana tinggi (RON 92–100) dengan bantuan katalis bifungsional.[5,19] Proses reformasi katalitik telahberkembang dengan pesat baik dari segi teknologinya dari sistem semi-regeratifsampai regeratif kontinu (Continous Catalyst Regeneration–CCR) maupunpengembangan katalisnya dari jenis mono-metalik menjadi bi-metalik dan poli-metalik, sehingga dapat dihasilkan perolehan dan mutu dari produk reformattinggi.[1,20,21] Reformat berkadar aromatik tinggi dipakai juga untuk pembuatanaromatik rendah.[22]

Umpan proses reformasi katalitik yang baik adalah nafta berat berkadar naftenatinggi, karena konversi naftena tersebut menjadi aromatik relatif lebih mudahdaripada konversi parafin. Temperatur operasi rendah <4500C memberikan reaksiberjalan lambat, sedang pada temperatur tinggi >5400C akan terjadi reaksi sampinghidrorengkah yang akan menurunkan perolehan dan mutu produk reformat.[5,23,24]

Reaksi utama dari proses reformasi katalitik adalah konversi naftena dan parafinmenjadi aromatik berangka oktana tinggi. Untuk menurunkan pembentukanendapan kokas pada permukaan katalis, unit proses reformasi semi regeneratifdioperasikan pada tekanan dan rasio H

2/HC yang relatif lebih tinggi daripada unit

proses reformasi regeneratif.

Reformat adalah komponen bensin terbesar kedua setelah bensin rengkahankatalitik dalam pembuatan bensin ramah lingkungan dengan persentase sekitar20-30% volume. Angka oktana reformat RON 92–108 dengan distribusi angkaoktana rendah (tidak homogen/tidak baik). Reformat mengandung kadar aromatiktinggi (>50% volume), sehingga sensitivitasnya (RON–MON) tinggi pula, yaitusekitar 8–13 satuan (tidak baik).

Reaksi kimia, umpan, katalis, reformat dan unjuk kerja proses reformasi katalitikdan pemakaiannya di kilang akan diuraikan di bawah ini.

3.1.2.1 Reaksi Reformasi Katalitik

Reaksi reformasi katalitik umpan nafta berat dengan katalis bifungsional berinti-aktif, logam dan inti-aktif asam, terdiri atas empat reaksi utama sebagai berikut.[1,6,19, 23], dehidrogenasi naftena menjadi aromatik, isomerisasi parafin,dehidroisomerisasi alkil siklopentana (naftena) menjadi aromatik, dandehidrosiklisasi parafin menjadi aromatik.

Selain itu ada reaksi samping hidrorengkah parafin dan naftena yang dapatmenurunkan perolehan reformat dengan kenaikan produk samping LPG.

Dehidrogenasi Naftena. Dehidrogenasi sikloheksana dan alkil sikloheksana(naftena) menjadi aromatik dibantu oleh hanya inti aktif logam (M) katalis saja,


yaitu:

Reaksi ini adalah endotermik tinggi yang berjalan cepat pada temperatur tinggidan tekanan rendah.

Selain itu ada tiga reaksi utama lain dan reaksi samping yang terjadi denganbantuan kedua jenis inti aktif katalis yaitu: inti aktif logam (M) dan inti aktif asam(A). Mekanisme reaksi tersebut melalui pembentukan senyawa antara ionkarbonium yang dihasilkan dari reaksi hidrokarbon tak jenuh (olefin dan alkilsikloamilena) yaitu masing-masing dari dehidrogenasi molekul parafin dan naftena(alkil siklopentana) umpan nafta, dan proton (H+) dari inti aktif asam, yaitu:

Dehidroisomerisasi Naftena. Isomerisasi ion karbonium alkyl-sikloamilmenjadi ion-alkil sikloheksil yang akan menjadi produk aromatik setelah pelepasanproton dan dehidrogenasi, yaitu:

Reaksi ini adalah endotermik tinggi dan berjalan cepat pada temperatur tinggidan tekanan rendah.

Hidroisomerisasi Parafin. Ion karboniun normal alkil berisomerisasi menjadiion iso-alkil yang akan menjadi produk iso-parafin setelah pelepasan proton danhidrogenasi, yaitu:

N


Reaksi ini adalah sedikit eksotermik, rendah dan berjalan baik pada temperaturrendah serta tidak dipengaruhi oleh tekanan.

Dehidrosiklisasi Parafin. Siklisasi ion karbonium alkil akan menghasilkanion alkil-sikloheksil yang kemudian menjadi produk aromatik setelah pelepasanproton dan dehidrogenasi, yaitu:

Reaksi ini adalah endotermik tinggi dan berjalan cepat pada temperatur tinggidan tekanan rendah.

Hidrorengkah Parafin. Ion karbonium alkil pecah menjadi olefin dan ionkarbonium kecil yang akan menjadi produk parafin rendah setelah melepas protondan hidrogenasi, yaitu:

Reaksi ini adalah eksotermik tinggi dan berjalan baik pada temperatur dantekanan tinggi. Karateristik dari reaksi-reaksi reformasi katalitik tersebut disajikanpada Tabel 3.12.

3.1.2.2 Bahan Baku Reformasi Katalitik

Bahan baku proses reformasi katalitik adalah nafta berat, baik dari hasil distilasiminyak bumi (straight-run naphtha) maupun produk nafta dari berbagai proseskonversi seperti: nafta rengkahan termal (visbreaker naphtha dan coker naphtha)dan nafta hidrorengkahan (hydrocracked naphtha) dengan trayek titik didih 80–185oC. Sehubungan molekul heksana (C

6) merupakan sumber pembentukan

benzena di dalam produk reformat, yang kadar aromatik itu dibatasi di dalam bensin(1–5% volume), maka titik didih awal umpan dinaikkan menjadi ³ 90oC. Adanyakenaikan titik didih akhir produk reformat sekitar 15–200C terhadap titik didih akhirumpan, dan dibatasinya titik didih akhir bensin 215oC, maka titik didih akhir umpannafta berat dibatasi <185oC. Kenaikan titik didih akhir umpan nafta sekitar 30oCakan menaikkan pembentukan kokas pada permukaan katalis[1,6, 23].


Umpan nafta berat adalah campuran hidrokarbon yang terdiri atas parafin (P),naftena (N) dan aromatik (A) di mana (N+2A) dari nafta parafinik dan nafta aromatikadalah masing-masing < 40% vol. dan > 40% vol. dan nafta naftenik sekitar 40%vol. Komposisi hidrokarbon umpan nafta dari berbagai jenis minyak bumi disajikanpada Tabel 3.13.

Tabel 3.12Karakteristik Reaksi Reformasi Katalitik

Tabel 3.13Komposisi Hidrokarbon Nafta dari Berbagai Jenis

Minyak Bumi dan Nafta Hidrorengkah


Oleh karena konversi naftena menjadi aromatik relatif lebih mudah daripadaparafin menjadi aromatik maka proses reformasi umpan nafta naftenik berkadartinggi (N + 2A) adalah yang terbaik untuk menghasilkan produk reformat denganperolehan, kadar aromatik dan angka oktana tinggi. Reaksi dehidrosiklisasi danhidrorengkah parafin berjalan paralel di dalam reaktor ketiga. Kenaikan temperaturoperasi akan menaikkan laju kedua reaksi dehidrosiklisasi dan hidrorengkahtersebut, sehingga proses reformasi umpan nafta parafinik akan menghasilkanperolehan produk reformat rendah.[3.14] Pengaruh jenis umpan nafta pada kadararomatik dari produk reformat disajikan pada Tabel 3.14.

Tabel 3.14Pengaruh Trayek Didih dan komposisi Hidrokarbon Umpan Nafta

pada Komposisi Aromatik dari Produk Reformat

Semakin tinggi target angka oktana produk reformat, maka semakin besarpula perbedaan perolehan produk reformat antara umpan nafta naftenik danumpan nafta parafinik[1,22,23]. Pengaruh (N+2A) dari umpan nafta pada perolehandan angka oktana reformat disajikan pada Tabel 3.15.[1,23,24]

Senyawa non-hidrokarbon umpan nafta adalah racun katalis yang harusdihilangkan dengan proses penghidromurnian untuk memenuhi persyaratan umpannafta, yaitu: kadar sulfur (S) <1 ppm, logam (As, Pb, Cu) <0,05 ppm. Katalisreformasi bimetalik diamati lebih peka terhadap racun daripada katalis monometaliksehingga kadar sulfur umpannya harus lebih rendah (< 1 ppb).


3.1.2.3 Katalis Reformasi

Katalis reformasi mengandung dua jenis inti aktif; yaitu inti aktif logam platina(sekitar 1% berat) dan inti aktif asam klor alumina (Al

2O

3–Cl) (sekitar Cl = 1%

berat). Katalis reformasi monometalik mempunyai satu jenis logam platina sajadan pemberian logam kedua seperti rhenium dan atau germanium disebut katalisreformasi bimetalik misalnya Pt/Re = 0,35% berat / 0,4% berat dan katalis polimetalikdengan menambahkan dua jenis atau lebih logam.[24]

Katalis bimetalik memberikan reaksi aromatisasi naftena dan parafin lebih besardaripada katalis monometalik, sehingga katalis bimetalik tersebut dapat mengha-silkan baik perolehan maupun angka oktana dari produk reformat tinggi.[37] Pengaruhkatalis reformasi pada karakteristik produk reformat disajikan pada Tabel 3.16.

Tabel 3.15Pengaruh Kadar (N+2A) Umpan pada Perolehan

dan Angka Oktana Reformat

Tabel 3.16Pengaruh Katalis Reformasi pada Produk Reformat

-


Data pada Tabel 3.17 tersebut menunjukkan reaksi pemutusan ikatan karbon(C–C) dari cincin naftena adalah reaksi hidrogenolisis oleh inti aktif logam katalisdari katalis mono metalik dan reaksi hidrorengkah untuk pemutusan ikatan karbon(C-C) oleh kedua jenis inti aktif (logam dan asam) dari katalis bimetalik.[26] Data inimenunjukkan pula bahwa inti monometalik logam platina beraktivitas terlampautinggi. Aktivitas optimum logam platina (monometalik) tersebut dapat diperolehdengan penurunan sebagian aktivitasnya dengan deaktivasi sulfur.

Katalis bimetalik diamati lebih peka daripada monometalik terhadap racun sulfuryang berasal dari kotoran umpan nafta.[27] Inti aktif asam (Al

2O

3-Cl) dapat menurun

aktivitasnya dengan hilangnya sebagian klor (Cl) oleh penetralisasian racun amonia(NH

3) yang berasal dari kotoran senyawa nitrogen organik umpan, yang

mengakibatkan penurunan reaksi utama isomerisasi dan dehidrosiklisasi.[271] Kadaruap air di dalam sirkulasi gas hidrogen harus dijaga sekitar 20 ppm agar aktivitasinti asam optimum, dengan pemberian etanol ke dalam umpan nafta. Senyawaorganik sulfur, nitrogen dan oksigen adalah racun temporer katalis. Logam-logamberat seperti timbel (Pb) dan arsen (As) dapat membentuk paduan (alloy) denganlogam platina sehingga inti aktif logam terdeaktivasi secara permanen.[27]

Aglomerisasi (penggabungan) kristal logam platina mulai timbul padatemperatur di atas 500oC yang mengakibatkan penurunan derajat dispersi sehinggaterjadi penurunan luas permukaan inti aktif logam. Katalis reformasi bimetalikdiamati lebih rendah tingkat aglomerisasinya daripada katalis reformasimonometalik.

Katalis reformasi bimetalik dapat beroperasi lebih stabil daripada katalismonometalik pada kondisi berat (tekanan dan rasio H

2/HC rendah) yaitu suatu

kondisi operasi terbaik untuk reaksi aromatisasi naftena dan parafin, sehinggadapat dihasilkan perolehan dan angka oktana reformat yang lebih tinggi daripadakatalis reformasi monometalik.[25]

Komposisi produk heksana dari reaksi hidrodesiklisasi metil siklopentanadengan katalis mono dan bimetalik disajikan pada Tabel 3.17.

Tabel 3.17Pengaruh Jenis Katalis Reformasi pada Produk Heksana dari Reaksi

Hidrodesiklisasi Metilsiklopentana


Untuk kompensasi atas penurunan aktivitas katalis oleh racun katalis tersebut,maka temperatur operasi dapat dinaikkan sampai batas tertentu. Aktivitas katalisdapat dinaikkan dengan regenerasi yaitu oksidasi pada temperatur tinggi untukmenghilangkan endapan karbon pada permukaan katalis dan dilanjutkan dengantahap klorinasi katalis untuk mengembalikan kembali kadar klor sekitar 1% beratdengan pemberian senyawa klor organik (seperti etilena klorida) yang dicampurkanbersama umpan nafta. Periode regenerasi katalis pada unit semi-regeneratif adalahantara 6 sampai 24 bulan dengan jumlah regenerasi 3–9 kali sebelum penggantiankatalis, atau umur katalis adalah sekitar 200 barel umpan nafta per pound katalis.

3.1.2.4 Proses Reformasi Katalitik

Proses regenerasi katalis dari proses reformasi katalitik adalah dua jenis berikut:proses semi-regeneratif dan proses regenerasi kontinu.

Bagan alir proses reformasi katalitik semi-regeneratif disajikan pada Gambar3.3.[1]

Umpan nafta yang telah dimurnikan pada proses penghidropemurnianbergabung dengan hidrogen sirkulasi dan dipanasi di dapur, lalu masuk ke reaktorpertama pada temperatur sekitar 500oC dan tekanan 3450 kPa. Di dalam reaktorpertama, reaksi endotermik tinggi berlangsung, dehidrogenasi naftena menjadiaromatik berjalan dengan cepat, dan terjadi penurunan temperatur. Sebelum masukke dalam reaktor kedua, produk reaktor pertama tersebut dilewatkan lebih dulu kedapur untuk pemanasan sampai temperatur 500oC dan di dalam reaktor kedua initerjadi dua jenis reaksi, yaitu: reaksi endotermik tinggi dari dehidroisomerisasinaftena menjadi aromatik, dan reaksi eksotermik rendah dari isomerisasi parafinsehingga penurunan temperatur di dalam reaktor kedua akan lebih rendah daripada

Gambar 3.3Proses Reformasi Katalitik (Semi-regeneratif)


di dalam reaktor pertama. Sebelum masuk ke reaktor ketiga, produk reaktor keduatersebut masih harus dipanaskan terlebih dahulu di dapur sampai dicapai temperaturoperasi, dan di reaktor ketiga ini terjadi pula dua jenis reaksi berikut, yaitu: reaksiendotermik tinggi dari dehidrosiklisasi parafin menjadi aromatik dan reaksieksotermik tinggi dari hidrorengkah parafin menjadi gas.

Produk reformasi yang keluar dari reaktor ketiga dilewatkan ke separator melaluipenukar panas dengan pendinginan udara, di mana hidrogen yang dihasilkan dalamreaksi-reaksi reformasi dipisahkan untuk kemudian sebagian disirkulasi kembalike sistem reaktor dan sisanya dipakai untuk proses penghidromurnian.

Produk cair reformasi difraksionasi pada kolom stabilizer untuk pemisahanproduk gas (C

3/C

4) yang keluar dari atas kolom, dan dari bawah kolom ke luar

produk reformat (C5

+).

Selama terjadi reaksi reformasi, kokas akan terbentuk dan mengendap dipermukaan katalis yang akan menurunkan aktivitas katalis. Laju deaktivasi katalisini dapat diminimalkan dengan menjaga suatu rasio antara hidrogen danhidrokarbon sekitar H

2/HC = 6/1 mol/mol di dalam reaktor dengan periode regenerasi

katalis sekitar 8–12 bulan. Penurunan aktivitas katalis dapat diimbangi denganmenaikkan temperatur operasi sampai batas tertentu untuk menjaga angka oktanareformat dengan risiko terjadi penurunan perolehan reformat tersebut. Apabila batasmaksimum temperatur tercapai dan/atau perolehan reformat terlalu rendah, makadilakukan regenerasi katalis atau penggantian dengan katalis baru.

Untuk mendapatkan kadar aromatik, angka oktana dan perolehan reformattinggi diperlukan suatu kondisi operasi tinggi yaitu tekanan operasi dan rasio H

2/

HC rendah dengan endapan kokas rendah pula pada permukaan katalis yangdapat diperoleh hanya dengan memakai katalis bimetalik. Pada tekanan 1.380–2.060 kPa (200–300 psi) dihasilkan reformat berangka oktana 95–98 denganperiode regenerasi satu tahun pada unit semi-regeneratif.

Dengan kenaikan tingkat operasi (temperatur dan rasio H2/HC tinggi), kedua

reaksi hidrorengkah dan dehidrosiklisasi parafin akan naik sehingga terjadiperolehan reformat dengan kenaikan angka oktana reformatnya tinggi (Tabel 3.18).


Tabel 3.18Pengaruh Kenaikan Kondisi Operasi pada Produk Reformat

Catatan: TDM = Titik didih mula; TDA = Titik didih akhir

Proses Regenerasi Kontinu

Bagan alir proses reformasi katalitik regenerasi kontinu (Continuous CatalystRegeneration–CCR) disajikan pada Gambar 3.4.[1]

Dalam sistem CCR ini, ketiga reaktor tersusun secara vertikal dengan katalisbergerak lambat dari atas ke bawah melalui reaktor tersebut. Aliran katalis yangtelah terpakai ditransportasi oleh hidrogen ke suatu sistem regenerasi katalis untukdiregenerasi dan dikembalikan ke puncak reaktor untuk dipakai kembali sehinggaaktivitas katalis di dalam reaktor tetap tinggi dan mendekati konstan selama operasi.


Unit CCR ini dapat dioperasikan pada tekanan rendah yaitu 860 kPa (125 psi)dengan rasio H

2/HC rendah pula tanpa terbentuknya endapan kokas tinggi pada

permukaan katalis. Bagian unit CCR lainnya identik dengan unit semi-regeneratif(SR). Dengan penyempurnaan teknologi regenerasi dan formulasi katalis, makatekanan operasi pada unit proses dari regenerasi-kedua sistem CCR (a second-regeneration system) dapat diturunkan lagi sampai 345 kPa (50 psi).

Gambar 3.4Proses Platforming UOP (Regenerasi Kontinu)

Pada kondisi sistem CCR terakhir tersebut dapat diperoleh kenaikan perolehandan juga kenaikan angka oktana produk reformat serta ekstra tambahan produksigas hidrogen dengan kemurnian tinggi (Tabel 3.19). Operasi dengan regenerasikontinu katalis pada sistem CCR dimungkinkan untuk memperoleh suatu periodeyang cukup lama dalam pemakaian katalis, yang pada sistem SR dibatasi siklusregenerasi katalisnya, yaitu sekitar 12 bulan.

Reformat merupakan komponen utama bensin yang kedua terbesar setelahkomponen bensin rengkahan katalitik (cat. cracked gasoline) dalam pembuatanbensin ramah lingkungan; proporsinya sekitar 20–30% volume. Angka oktana re-format cukup tinggi (RON >92) tetapi distribusi angka oktananya tidak homogen.Bagian ringan fraksi reformat (light end reformate) mengandung isoparafinbercabang rendah (mono-metil) berangka oktana rendah, sedang kadar aromatiktinggi berangka oktana tinggi RON>96 dijumpai di dalam fraksi berat reformat(heavy end reformate). Distribusi angka oktana dan komposisi hidrokarbon produkreformat disajikan pada Tabel 3.20.


Tabel 3.19Karakteristik Reformat dari Berbagai Jenis Unit

Proses Reformasi Katalitik

Tabel 3.20Komposisi Hidrokarbon dan Distribusi Angka Oktana Reformat


Untuk meningkatkan homogenitas distribusi angka oktana dari produk refor-mat tersebut, molekul isoparafin bercabang rendah (mono-metil) yang terkandungdi dalam fraksi ringan reformat dipisahkan dan dikonversi menjadi isoparafin tinggibercabang dua atau tiga metil yang berangka oktana tinggi dengan bantuan prosesisomerisasi.

Kilang minyak Pertamina telah menggunakan delapan unit proses reformasikatalitik baik semi-regeneratif (SR) maupun regenerasi kontinu (CCR) yaitu UP IIDumai/S. Pakning –satu SR dan satu CCR; UP IV Cilacap – satu SR dan duaCCR; UP V Balikpapan – satu CCR; UP VI Balongan – satu CCR, dan UP VIIKasim – satu SR.

3.1.3 Proses Isomerisasi Katalitik

Proses isomerisasi katalitik ditujukan untuk mengkonversi umpan nafta ringan(C

5–C

6) berangka oktana rendah (RON 65–70) menjadi produk isoparafin berangka

oktana tinggi RON 87–92 dengan sensitivitas (RON–MON) rendah (baik) denganbantuan katalis bifungsional. Umpan normal parafin dan isoparafin bercabangtunggal mengalami isomerisasi menjadi isoparafin bercabang banyak, berangkaoktana tinggi.

Angka oktana produk isomerat dengan proses isomerisasi langsung (satutahap) hanya mencapai RON 82–84, tetapi dengan pemisahan normal parafin dariisoparafin bercabang satu dari produk campuran isomerat dan mensirkulasikannyakembali bersama umpan nafta ringan (proses isomerisasi dua tahap) akan diperolehkenaikan angka oktana produk isomerat sekitar 6–8 angka, yaitu RON 92.(1,6,28)

Proses isomerisasi dapat pula dipakai untuk pembuatan produk isobutana yangmerupakan salah satu umpan proses alkilasi dengan penambahan satu kolomdeisobutanizer pada unit proses tersebut. Katalis isomerisasi adalah identik dengankatalis reformasi bifungsional yang mengandung inti aktif logam platina dan intiaktif asam alumina klor dan/atau zeolit yang juga berfungsi sebagai penyanggakatalis.

Proses isomerisasi pentana (C5) dengan sirkulasi umpan dapat menaikkan

angka oktana dari umpan RON 70–75 menjadi produk isomerat RON 92.Peningkatan angka oktana dari proses isomerisasi heksana (C

6) adalah lebih rendah

daripada proses isomerisasi pertama tersebut, yaitu sekitar 10–15 saja. Kenaikanangka oktana dari proses isomerisasi C

5/C

6 dipengaruhi oleh komposisi C

5 dan C

6

dari umpan nafta ringan. Isomerisasi heptana hanya memberikan isoparafin rendahbercabang satu yang angka oktananya tidak begitu besar. Pada isomerisasi C

6

dan C7 dapat terjadi reaksi samping hidrorengkah. Angka oktana produk isomerat

dari berbagai jenis umpan disajikan pada Tabel 3.21.[29,30]


senyawa antara molekul ion karbonium. Selanjutnya senyawa antara ion iso-karbonium tersebut berisomerisasi menjadi isomer ion karbonium dan denganmelepas kembali proton (H+ ) ke inti asam katalis kemudian dihidrogenasi denganbantuan inti aktif logam menjadi produk iso-parafin.

3.1.3.2 Umpan Isomerisasi Parafin

Umpan proses isomerisasi adalah nafta ringan 30–75oC yang mengandungsebagian besar pentana (C

5) dan heksana (C

6) dengan sedikit campuran

siklopentana dan metil siklopentana. Umumnya parafin adalah normal parafin dansedikit isoparafin bercabang satu sehingga angka oktana umpan nafta ringan iniadalah rendah, yaitu sekitar RON 65–70. Karakteristik hidrokarbon C

5/C

6 yang

dijumpai di dalam umpan nafta ringan disajikan pada Tabel 3.22.

3.1.3.3 Katalis Isomerisasi Parafin

Katalis isomerisasi adalah katalis bifungsional yang identik dengan katalisproses reformasi katalitik, yaitu terdiri atas dua jenis inti aktif: inti aktif logam (platina)dan inti aktif asam (Al

2O

3-Cl dan Al

2O

3-SiO

2), yaitu antara lain.[31,32]-

- Platina–klor alumina -Pt/Al2O

3-Cl

- Platina–zeolit-Pt/Al2O

3-SiO

2

- Sulfated metal oxide -platina – alumina (Al2O

3)

Tabel 3.22Karakteristik Molekul Hidrokarbon C

5–C

6


keluar gas hidrogen yang disirkulasikan kembali ke unit. Isomerat cair yang keluardari bawah separator dimasukkan ke kolom stabilizer untuk menghilangkan produkgas LPG dari produk isomerat tersebut.

Benzena di dalam umpan nafta ringan dihidrogenasi menjadi siklo-heksanayang selanjutnya terkonversi sebagian menjadi parafin. Jika proses zeolit satutahap ini digabung dengan sistem Iso Sieve Molecular diperoleh proses isomerisasidua tahap Zeolitic Process/TIP. Pada proses ini normal parafin (yang tidakterkonversi) dari produk isomerat dipisahkan dalam kolom absorben berisi pengayakmolekul (molecular sieve) berukuran pori tertentu, dan selanjutnya normal-parafinyang telah dipisahkan dari produk disirkulasikan kembali ke dalam reaktor. Prosesisomerisasi dua tahap ini dapat menghasilkan produk isomerat berangka oktanatinggi RON 88 yaitu lebih tinggi sekitar 8 angka daripada proses zeolit satu tahaptersebut (Gambar3.6).[1]

Gambar 3.6Proses Isomerisasi TIP

Karakteristik umpan dan produk dari proses isomerisasi dengan proses satudan dua tahap (sirkulasi umpan) disajikan pada Tabel 3.24.


Proses Penex UOP

Proses Penex UOP memakai katalis yang lebih aktif yang dioperasikan padatemperatur lebih rendah (120–180oC) dengan dua reaktor, dan temperatur reaktorkedua lebih rendah daripada reaktor pertama yang akan meningkatkan derajatisomerisasi umpan parafin. Untuk temperatur operasi rendah ini tidak diperlukansuatu pemanasan khusus dan begitu juga dengan kebutuhan hidrogen yang rendahtidak diperlukan suatu sistem sirkulasi gas hidrogen. Proses Penex satu tahap inidapat menghasilkan produk isomerat berangka oktana 82–85 dengan perolehanisomerat mencapai 100% volume.

Proses Penex dapat pula dioperasikan dengan sirkulasi umpan, yaitu (Gambar3.6):

- Penex With De-Isohexanizer (DIH) Recycle. Pada proses ini molekul 2- dan 3-metil pentana serta normal heksana dari produk isomerat dipisahkan di dalamkolom deisohexanizer, lalu molekul tersebut disirkulasikan kembali bersamaumpan ke dalam reaktor. Maka dihasilkan produk isomerat dengan kenaikanangka oktana sekitar 4 angka dengan perolehan sekitar 98 – 99 % volume.

Tabel 3.24Umpan dan Produk Isomerat dari Proses Zeolit/TIP


- Penex/DHI/Pentana PSA. Pada proses ini dilakukan penambahan sirkulasi nor-mal pentana ke reaktor yang dipisahkan dari produk cair isomerat pada Pen-tane Pressure Swing Adsorption (PSA), maka diperoleh produk isomerat dengankenaikan angka oktana lagi sekitar 3–4 angka dengan perolehan sekitar 90–92% volume.

Unit proses isomerisasi dengan sirkulasi umpan dapat menghasilkan isomeratberangka oktana RON 91 dan MON 90 yang mendekati angka oktana darikomponen utama bensin alkilat; kedua komponen bensin tersebut sama-samabebas dari kandungan olefin dan aromatik. Peranan isomerat ini dalam pembuatanbensin ramah lingkungan cukup penting, yaitu sekitar 11% vol pada pembuatanbensin ramah lingkungan. Produk isomerat dari proses isomerisasi satu tahapdan dua tahap disajikan pada Tabel 3.24.

Proses isomerisasi katalitik telah dioperasikan pada UP VI Pertamina Balongan.Unit pengolahan yang telah mengoperasikan proses refomasi katalitik mempunyaipotensi untuk memenuhi kebutuhan gas hidrogen pada unit pemurnian umpannafta ringan dan proses isomerisasinya sehingga memungkinkan untuk dibangunsuatu unit proses isomerisasi nafta ringan pada unit pengolahan Pertamina lainnyayaitu pada UP II Dumai, UP IV Pertamina Cilacap, UP V Balikpapan dan UP VIIKasim, agar supaya dapat ditingkatkan potensi untuk pembuatan bensin ramahlingkungan.

3.1.4 Proses Alkilasi

Proses alkilasi dari umpan campuran antara molekul olefin C3/C

4/C

5 dan

isoparafin C4 dengan bantuan katalis asam, adalah untuk pembuatan produk alkilat

berangka oktana tinggi yang merupakan salah satu komponen utama bensin.[1,7]

Gambar 3.6Proses Penex UOP dengan Sirkulasi Deisoheksaniser


Umpan olefin yaitu propilena, butilena dan amilena diperoleh dari prosesrengkahan baik termal (coking dan visbreaker) maupun katalitik (rengkahankatalitik). Sumber isoparafin seperti isobutana dan isopentana dihasilkan dari prosesperengkahan katalitik, reformasi katalitik, penghidrorengkahan dan prosesisomerisasi butana dan pentana. Isobutana lebih banyak dipakai pada proses alkilasidaripada isopentana yang dapat langsung dipakai sebagai komponen bensin.

Umpan olefin dan iso-parafin harus kering dengan kandungan sulfur rendahuntuk mengurangi kebutuhan katalis asam dan menjaga mutu produknya. Rasiotinggi antara iso-butana dan olefin menghasilkan produk alkilat berangka oktanatinggi dengan titik didih akhir rendah. Angka oktana (RON) produk alkilat dariberbagai jenis umpan olefin propilena, butilena, isobutilena, amilena dan propilena/butilena adalah sekitar 88–97. Karakteristik produk alkilat dari berbagai jenis umpanolefin disajikan pada Tabel 3.25.

Pada temperatur tinggi, reaksi akan menghasilkan produk alkilat berangkaoktana tinggi dengan titik didih akhir rendah, tetapi reaksi alkilasi tidak berjalanbaik pada temperatur <35oC. Proses alkilasi dengan katalis asam sulfat lebih sensitifterhadap temperatur reaktor daripada dengan katalis asam fluorida. Tekananoperasi harus cukup untuk menjaga hidrokarbon umpan dan katalis asam dalamkeadaan cair. Pada kondisi operasi yang sama, karakteristik produk alkilat tidakberbeda banyak bila menggunakan katalis asam baik asam sulfat maupun asamfluorida.

Tabel 3.25Karakteristik Alkilat dari Berbagai Jenis Umpan Olefin


3.1.4.1 Reaksi Alkilasi

Reaksi alkilasi dengan katalis asam dimulai dengan pembentukan ionkarbonium (C+

4H

9 ) dengan mentransfer proton (H+) dari katalis asam ke molekul

umpan olefin, dan kemudian ion karbonium tersebut berkombinasi dengan molekulumpan isobutana untuk menghasilkan kation tertier butil (iso C+

8H

9).[7, 23]

Reaksi antara kation tertier butil tersebut dengan umpan butilena-1 dan butilena-2 akan membentuk masing-masing ion karbonium oktil (iso C+

8H

17)

dengan dua

cabang (dimetil) dan tiga cabang (trimetil) yang selanjutnya akan bereaksi denganmolekul umpan isobutana untuk menghasilkan produk alkilat isooktana yaitumasing-masing bercabang dua dan tiga metil Gambar 3.7).[23]

Gambar 3.7Mekanisme Reaksi Alkilasi


Dengan isomerisasi umpan butilena-1 menjadi butilena-2 yang kemudianberkombinasi dengan umpan isobutana, maka produk alkilasi akan menghasilkanisooktana bercabang tiga metil, berangka oktana lebih tinggi. Salah satu reaksipenting dalam proses alkilasi propilena adalah terbentuknya isobutilena dari hasilkombinasi kedua molekul umpan propilena dan isobutana, dan berkombinasinyamolekul isobutilena tersebut dengan umpan isobutana akan menghasilkan produkisooktana bercabang tiga metil yang berangka oktana -RON -100. Isobutilenatersebut terbentuk dengan timbulnya transfer hidrogen dari isobutana ke propilena.Reaksi alkilasi adalah eksotermis dengan pelepasan panas reaksi sekitar 124.000–140.000 BTU per barel isobutana bereaksi.[7]

3.2.4.2 Katalis Alkilasi

Katalis asam sulfat dan asam fluorida kuat digunakan pada proses alkilasiumpan olefin dan isoparafin. Kekuatan asam kedua katalis tersebut harus dijagadi atas 88% berat agar supaya tidak terbentuk reaksi polimerisasi. Asam sulfatmengandung SO

3 bebas atau berkonsentrasi di atas 99,3% berat dapat

menimbulkan reaksi samping polimerisasi. Kekuatan optimal asam fluorida adalahsekitar 82–93% berat dengan kadar air 1% volume. Untuk menjaga kekuatan asamsulfat >88% berat, maka sebagian katalis yang telah dipakai diganti dengan katalisbaru asam sulfat 99,3 % berat. Pemakaian katalis asam fluorida adalah sekitar18–30 lb per barel produk alkilat.[8]

Gambar 3.7Mekanisme Reaksi Alkilasi (lanjutan)


Kelarutan isobutana di dalam fase asam hanya sekitar 0,1% berat di dalamkatalis asam sulfat, dan 3% berat di dalam katalis asam fluorida. Terlarutnyasebagian kecil polimer bersama olefin di dalam katalis asam akan dapat menaikkankelarutan isobutana di dalam katalis asam tersebut. Olefin lebih mudah larutdaripada isobutana di dalam fase asam.

Rasio antara katalis asam dan umpan hidrokarbon dapat mengontrol derajatkontak antara katalis dan hidrokarbon. Rasio rendah akan menghasilkan produkalkilat berangka oktana rendah dengan titik didih akhir tinggi, sedang kelebihankatalis asam di dalam reaktor akan terjadi pada rasio tinggi. Berdasarkan hasilpenelitian, pada suatu kondisi proses alkilasi tertentu dapat diperoleh rasio opti-mal antara katalis asam dan hidrokarbon umpan. Karakteristik produk alkilat dengankatalis asam sulfat dan asam fluorida disajikan pada Tabel 3.26.

3.1.4.3 Unit Proses Alkilasi

Umpan olefin dan isobutana harus kering dengan kadar sulfur rendah untukmengurangi kelebihan katalis asam dan menjaga mutu produk alkilat. Umpan keringolefin dan isobutana bersama sirkulasi isobutana dimasukkan ke dalam reaktormelalui beberapa pipa untuk menjaga temperatur sepanjang reaktor. Reaksinyabersifat eksotermik dan panas reaksi tersebut dibuang melalui penukaran panasdengan sejumlah besar air bertemperatur rendah untuk menjaga temperatur opti-mal reaksi sekitar 350C. Keluaran dari reaktor masuk ke dalam pengendap (set-tler) dan dari situ endapan asam (Gravitas Spesifik = 1 dan alkilat = 0,7) di-sirkulasikan ke reaktor. Fase hidrokarbon berkadar HF 1–2% mengalir melaluipenukar panas ke pelucut isomer (isostripper).

Tabel 3.26Karakteristik Produk Alkilat dengan Umpan Butilena


Butana jenuh (make up) juga dimasukkan ke isostripper. Produk alkilatdikeluarkan dari bawah isostripper. Isobutana yang belum bereaksi ditampung darisamping isostripper dan disirkulasikan kembali ke reaktor. Semua produkdibebaskan dari HF dengan pemurnian KOH sebelum meninggalkan unit.

Pada bagian atas isostripper keluar isobutana, propana dan HF dikirim ke dalamdepropanizer. Keluaran dari atas depropanizer dibersihkan dari HF, dan akandihasilkan produk propana bermutu tinggi dari bawah stripper. Dari bagian bawahdepropanizer dihasilkan isobutana untuk disirkulasikan kembali ke reaktor.

Sirkulasi HF diregenerasi secara kontinu pada suatu tingkat yang diinginkanuntuk mengontrol mutu alkilat dan menurunkan konsumsi HF. Bagian kecil daripolimer dan azeotrop HF (constant boiling mixture – CBM) dikeluarkan dari regen-erator HF untuk dinetralisasi (Gambar 3.8).[1].

Alkilat berangka oktana tinggi dengan distribusi angka oktana baik dansensitivitas rendah (baik) memberikan keuntungan di negara-negara Eropa yangmensyaratkan angka oktana motor (MON) dan Amerika Serikat dengan persyaratanknock performance, yaitu (RON + MON)/2 pada spesifikasi bensin. Angka oktanaalkilat dari berbagai jenis umpan olefin disajikan pada Tabel 3.27.

Alkilat mengandung isoparafin dan bebas dari hidrokarbon tak jenuh (olefindan aromatik). Pemakaian alkilat pada pembuatan bensin ramah lingkungan diAmerika Serikat pada tahun 2000[10] sekitar 15% volume. Komposisi molekulisoparafin dari alkilat disajikan pada Tabel 3.28.

Gambar 3.8Proses Alkilasi HF - UOP


Sehubungan dengan katalis asam bekas dapat mencemari lingkungan, makasejak tahun 200 an beberapa industri katalis sedang mengembangkan katalis baruyaitu suatu katalis butir padat identik telah katalis heterogen industri lainnya, tetapibelum ada informasi lengkap yang dipublikasikan. Kondisi operasi identik denganproses alkilasi dengan memakai katalis HF, yaitu: temperatur reaktor 10–40oC,dan rasio isobutana/olefin sekitar 10–15:1.

Unit pengolahan Pertamina mengolah berbagai jenis minyak bumi sebesar1.063 MBCD pada tujuh unit yang mengoperasikan 12 unit proses konversi yangberpotensi dalam pembuatan umpan proses alkilasi isobutana dan olefin (propilenadan butilena) lihat Tabel 3.29.

Tabel 3.27Angka Oktana Alkilat dari Berbagai Jenis Umpan Olefin

Tabel 3.28Total Kadar Atom Karbon Isoparafin dari Alkilat


Unit pengelolahan Pertamina mengoperasikan baru satu unit proses alkilasidengan katalis asam sulfat di UP III Plaju/S. Gerong. UP VI Balongan memakaiproduk gas olefin dari proses perengkahan katalitik untuk proses polimerisasi(kondensasi) untuk pembuatan komponen bensin polimer. UP II Dumai/S. Pakningdan UP IV Cilacap mempunyai potensi untuk pembangunan suatu proses alkilasiagar supaya dapat ditingkatkan potensi kilang tersebut dalam pembuatan bensinramah lingkungan.

3.1.5 Proses Polimerisasi

Proses polimerisasi atau proses kondensasi katalitik umpan olefin rendahdengan katalis asam akan menghasilkan produk oligomer olefin (bensin polimeratau polygasoline) berangka oktana tinggi RON 93–100 dengan trayek titik didihmendekati trayek didih bensin. Umpan olefin adalah propilena (C

3) dan butilena

(C4) yang dihasilkan dari proses perengkahan baik termal maupun katalitik, dan

produk bensin polimer yang dihasilkan mengandung olefin C6, C

7, dan C

8 (bensin

polimer).[8,33]

Proses UOP Catalytic Condensation Olefin C3/C

4 menggunakan katalis asam

fosfat kieselguhr (katalis padat) untuk menghasilkan produk bensin polimer. Prosesini adalah proses polimerisasi non-selektif yang dapat juga dipakai untukpolimerisasi olefin C

3/C

4 menjadi produk olefin berat bertrayek titik didih tinggi seperti

bahan bakar avtur dan solar, yang produknya ini masih perlu dihidrogenerasi untukmenjenuhkan hidrokarbon olefinnya.[34]

Proses IFP Dimersol mempolimerisasi olefin propilena (C3) dengan

menggunakan katalis asam fosfat dan juga katalis alkil alumina untuk pembuatanproduk dimer (heksena) yang digunakan sebagai komponen bensin dimat. Prosesdimersol ini adalah proses polimerisasi selektif yang dapat juga dipakai untukdimerisasi olefin C

3/C

4 khusus untuk pabrik alkohol.[35]

Polimerisasi etilena akan menghasilkan produk polimer berat, sedang pentenasudah dapat langsung dipakai sebagai komponen bensin. Proses polimerisasi

Tabel 3.29Potensi Pembuatan Umpan Proses Alkilasi di Unit Pengolahan PERTAMINA


propilena berjalan lebih lambat daripada butilena. Pada temperatur rendah, tekanantinggi dengan konversi umpan rendah, proses polimerisasi olefin tersebut dapatmenghasilkan produk bensin polimer berangka oktana tinggi.

Produk polimer berat dihasilkan pada proses polimerisasi olefin pada temperaturdan tekanan tinggi. Kondisi operasi proses polimerisasi olefin adalah temperatursekitar 170–225oC dan tekanan sekitar 28–80 kg/cm2.[8]

Bensin polimer dengan kandungan olefin tinggi >90% vol mempunyai angkaoktana tinggi dengan sensitivitas (RON-MON) tinggi (kurang baik) (Tabel 3.30).Sensivitas tinggi dari bensin polimer tersebut merupakan suatu kelemahannyadibanding komponen bensin alkilat tetapi kedua bensin (polimer dan alkilat)mempunyai distribusi angka oktana homogen (baik). Keuntungan prosespolimerisasi ini, ialah bahwa ia tidak memerlukan umpan isobutana yangproduksinya terbatas seperti halnya proses alkilasi.

Tabel 3.30Angka Oktana Bensin Polimer

3.1.5.1 Reaksi Polimerisasi

Reaksi polimerisasi olefin dengan katalis asam berjalan dengan pembentukansenyawa antara ion karbonium dari umpan olefin dan proton (H+) dari katalisasam.[8,331]

Ion karbonium memberikan beberapa reaksi, di antaranya:

- Membentuk ion karbonium besar dengan bergabung dengan umpan olefin.

- Pecah menjadi ion karbonium kecil dan olefin.

- Berisomerisasi dengan perpindahan posisi proton (H+) dan/atau grup metil(CH

3) menjadi isomer ion karbonium.

- Mengikat anion hidrogen (H-) dari olefin umpan dan terbentuk parafin dan/ataumelepas proton (H+) menjadi olefin.


Reaksi antara senyawa antara ion karbonium dengan umpan olefin akanmenghasilkan produk polimer olefin (bensin polimer) dan proton (Gambar 3.9).

Proses polimerisasi propilena non-selektif menghasilkan produk dimer(isoheksena) sekitar 2–5% volume dari umpan propilena dan sisanya produk terimer(isononena) dengan kadar dimetil heptena sekitar 60% volume. Pada temperaturtinggi dengan kekuatan asam katalis tinggi yaitu: H

2SO

4 > 90% berat, reaksi

polimerisasi lanjut dapat terjadi antara ion karbonium dan produk dimer yangmenghasilkan produk parafin dan ion karbonium olefin, melalui pelepasan protondari ion karbonium olefinik tersebut akan terbentuk diolefin yang berpotensi untukmembentuk polimer tinggi (kokas) yang dapat merusak katalis polimer (Gambar3.10).[1]

Gambar 3.9Mekanisme Reaksi Polimerisasi Olefin

3.1.5.2 Katalis Polimerisasi

Katalis polimerisasi terdiri atas empat jenis,[14] yaitu katalis asam fosfat cair,katalis padat asam fosfat dengan penunjang kieselguhr, kupri pirofosfat dengankarbon aktif sebagai pendukung,dan katalis alkil aluminium (senyawa organikkompleks berbasis pada Raney nikel).(33, 35,36)


Laju reaksi polimerisasi olefin dipengaruhi oleh konsentrasi katalis asam.Konsentrasi asam tinggi mengarah ke pembentukan polimerisasi tinggi yang akanmembentuk produk poliolefin/residu yang akan menutupi permukaan katalis padat.

Aktivitas katalis mempengaruhi derajat konversi umpan olefin, sedang kualitasproduk polimer yang dihasilkan ditentukan oleh selektivitas katalis tersebut. Derajathidratasi optimum dari katalis padat dapat menghasilkan katalis beraktivitas tinggi.Makin tinggi temperatur makin tinggi diperlukan derajat hidratasi katalis yangdiperlukan. Derajat hidratasi katalis harus dijaga tetap dengan injeksi air ke dalamumpan olefin.

Racun katalis asam fosfat adalah senyawa sulfur, basa, amonia, senyawa ni-trogen organik. Oksigen dapat mempercepat reaksi polimerisasi tinggi yangproduknya akan mengendap pada permukaan katalis padat. Umpan olefin yangmengandung kadar butadiena > 3% vol akan terpolimerisasi menjadi kokas.

3.1.5.3 Unit Polimerisasi

Unit polimerisasi terdiri atas dua macam proses berikut: Proses KondensasiUOP dan Proses Dimersal IFP. olefin.

Gambar 3.10Pembentukan Diolefin


Proses Kondensasi UOP

Umpan olefin C3/C

4 dimasukkan ke dalam reactor feed surge drum dan

dicampur dengan propana dan/atau butana sebagai pengencer umpan olefin <30%volume untuk membatasi panas reaksi polimerisasi.[8] Kemudian campuran tersebutdimasukkan ke dalam reaktor yang berisi beberapa lapisan katalis padat dan jugasebagian campuran umpan diinjeksikan di antara lapisan katalis tersebut untukmenjaga kenaikan temperatur tinggi.[ii]

Produk polimer dimasukkan ke dalam bejana sentak (flash drum) setelahdidinginkan pada penukar panas oleh campuran umpan, dan uap dari atas flashdrum didinginkan dan lalu disirkulasikan ke umpan dan juga sebagai injeksi umpanke samping reaktor. Produk cair dari bawah flash drum dimasukkan ke dalamkolom pemantap stabilizer untuk mendapatkan produk bensin polimer dengantekanan uap (RVP) yang diinginkan dan produk LPG keluar dari atas kolom stabi-lizer. Kondisi operasi adalah temperatur sekitar 150–200oC dan tekanan sekitar3,45–6,9 MPa (500–1000 psi) (Gambar 3.11).[35]

Gambar 3.11Proses Kondensasi Katalitik UOP

Air diinjeksikan ke dalam umpan hidrokarbon untuk menjaga derajat hidratasikatalis. Katalis kekurangan air dapat menimbulkan pembentukan produk polimertinggi dan kokas, sedang katalis yang terlalu basah mengakibatkan katalis menjadilembut yang akan menyumbat reaktor. Dengan menjaga derajat kadar air katalis


(katalis optimal) dan mengontrol kotoran umpan, akan diperoleh umur optimalkatalis. Karakteristik produk bensin polimer disajikan pada Tabel 3.31.

Tabel 3.31Karakteristik Produk Bensin Polimer

PROSES DIMERSOL IFP

Proses dimersol olefin propilena dengan katalis alkil aluminium menghasilkanproduk dimer (heksena) atau dimat berangka oktana RON 97 yang dipakai sebagaikomponen utama bensin. Proses berjalan pada temperatur kamar dan tekananyang cukup untuk membuat umpan propilena dalam fase cair. Umpan propilenaharus berkadar tinggi, karena campuran hidrokarbon etilena dan butilena akanmeracuni katalis. Kotoran umpan yaitu air, asetilena, sulfur, propadiena danbutadiena harus dibatasi, sehingga diperlukan pemurnian umpan propilena sebelumdiolah (Gambar 3.12).[36]

Katalis diinjeksikan ke dalam umpan yang disirkulasi sekitar reaktor yangdikelilingi pendingin untuk pengontrolan temperatur reaktor. Produk dimatdiinjeksikan dengan amonia untuk merusak katalis dengan pembentukan garamyang dapat dihilangkan dengan pencucian air sekitar 15 (galon per menit) per1000 (barrel per stream day-barel per hari operasi) BPSD produk dimat. Dimatyang sudah dicuci dimasukkan ke dalam kolom stabilizer untuk pemisahan produk

Catatan: TDM = Titik Didih Mula, dan TDA = Titik Didih Akhir

60o/60oF


Gambar 3.12Unit Dimersol IFP

Tabel 3.32Karakteristik Produk Dimat

propana/LPG dari produk utama dimat tersebut. Karakteristik produk dimatditunjukkan pada Tabel 3.32.


banyak sulfur harus juga dibatasi pada pembuatan bensin ramah lingkungan.Pengaruh komponen utama bensin tersebut pada kontribusi berbagai pembatasankarakteristik dari bensin hasil pencampurannya disajikan pada Tabel 3.35.

Untuk peningkatan proporsi reformat dalam bensin ramah lingkungan berkadarbenzena < 1% vol, maka reformat tersebut harus difraksinasi untuk pemisahan

Table 3.34Komposisi Hidrokarbon Berbagai Jenis Komponen Bensin (dalam %-vol.)

Catatan: (*) = Parafin+Naftena

Tabel 3.35Kontribusi Komponen Bensin pada Kadar Benzena,

Sulfur dan T90 > 330oF pada Bensin Hasil Pencampurannya


bagian ringan reformatnya yang mengandung isoparafin bercabang sedikit danbenzena, dan selanjutnya fraksi tersebut dihidroisomerisasi untuk peningkatanangka oktananya (menjadi isoparafin bercabang banyak) dan sekaligus untukpenurunan kadar benzenanya (Gambar 3.13).

Penurunan kadar sulfur dari bensin rengkahan katalitik dilakukan denganbantuan proses penghidropemurnian selektif agar kadar hidrokarbon aromatikberangka oktana tinggi tidak banyak terhidrogenasi. Komposisi komponen bensinuntuk pembuatan bensin ramah lingkungan dan batasan kadar hidrokarbon sulfurdan aditif komponen oksigen oksigenat dari bensin ramah lingkungan dari berbagainegara disajikan pada Tabel 3.36 dan 3.37.[38]

Spesifikasi bahan bakar bensin untuk Indonesia disajikan pada Tabel 3.38.Dalam pembuatan bensin ramah lingkungan, komponen bensin bermutu tinggiperlu ditingkatkan baik jumlah unit prosesnya maupun kapasitas umpannya padakilang minyak yaitu unit proses perengkahan katalitik, reformasi katalitik,isomerisasi, dan alkilasi.

Gambar 3.13Penurunan Kadar Benzena dalam Reformat


Tabel 3.38

Tabel 3.36Komposisi Komponen Bensin untuk Pembuatan Bensin Ramah Lingkungan (% vol.)

Catatan: A* = Potensi Bensin Amerika Serikat 1995B* = Bensin Rata-rata Amerika SerikatC* = Model Perengkahan Katalitik dengan aditif MTBED* = Bensin Tanpa Timbel di Kilang RiyadE* = Bensin ReformasiF* = Komponen Bensin Rata-rata dari Proses Katalitik di Kilang ASEAN

Catatan: 2000-CARB = California Air Source Board.

Tabel 3.37Batasan Kadar Hidrokarbon Bensin Berbagai Negara


3.3 BENSIN KOMERSIAL INDONESIA

Bahan bakar minyak bensin komersial Indonesia dibuat pada kilang PT.Pertamina berkapasitas pasang minyak mentah sekitar 1.063 juta barel per haripada enam unit pengolahan (UP) berikut: UP II Dumai/S.Pakning, UP III Plaju/S.Gerong, UP IV Cilacap, UP V Balongan, UP VI Balongan dan UP VII Kasim. Bensinkomersial diramu dari sekitar 75% volume dari blending beberapa jenis komponenutama bensin (HOMC) dengan sisanya 25% volume komponen dari campuranbeberapa jenis penunjang bensin (LOMC). Komponen utama bensin (HOMC), yangdiproduksi pada kilang minyak nasional tersebut adalah alkilat, dimate, isomerat,reformat dan bensin rengkahan katalitik dan komponen penunjang bensin (LOMC)antara laini nafta hasil distilasi dan hidrorengkahan.

Bahan bakar minyak jenis bensin Indonesia terdiri atas tiga jenis, yaitu Pre-mium -88, Pertamax -91 dan Pertamax -Plus -95 yang spesifikasinya mengacupada SK Dirjen Migas No. 3674 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2006 (Tabel3.38)

Tabel 3.38Spesifikasi Bensin Indonesia

3.4 KESIMPULAN

Bahan bakar ramah lingkungan haruslah diramu dari berbagai jenis komponenutamanya yang dihasilkan dari berbagai jenis proses katalitik berteknologi tinggi.

Komponen utama bensin (High Octane Mogas Component –HOMC) diperoleh


dari proses katalitik berikut: perengkahan katalitik, reformasi katalitik, isomerisasi,alkilasi, dan polimerisasi.

Proses perengkahan katalitik distilat berat dan residu dengan bantuan katalissilikat alumina (Al

2O

3-SiO

2) dapat menghasilkan bensin rengkahan katalitik (cat.

cracked gasoline) berangka oktana riset (RON) tinggi dengan distribusi angkaoktananya baik (homogen). Kadar olefin dan aromatik tinggi dari komponen bensinini mempunyai oktana motor (MON) rendah sehingga sensitivitasnya besar. Untukmeningkatkan unjuk kerja, katalis perengkah telah dikembangkan denganpenyempurnaan struktur zeolit dan katalis matriks untuk membuat zeolit terdistribusidengan baik di dalam bubuk katalis alumina-silikat amorf.

Proses reformasi katalitik nafta berat dengan memakai katalis reformasibimetalik akan menghasilkan reformat berangka oktana riset (RON) tinggi dengandistribusi angka oktana rendah (tidak homogen) dengan angka oktana motor (MON)rendah sehingga sensivitasnya besar. Reformat ini mengandung kadar benzenadan total aromatik tinggi. Untuk meningkatkan unjuk kerja katalis reformasi, telahdikembangkan inti aktif logamnya dengan penambahan satu atau dua logam lain(Re, Ge) yang dikenal dengan nama katalis reformasi bimetalik dan polimetalik.

Proses isomerisasi nafta ringan dengan bantuan katalis bifungsional akanmenghasilkan isomerat berangka oktana riset (RON) tinggi dengan distribusi angkaoktana baik (homogen) dan tidak mengandung hidrokarbon tak-jenuh aromatikdan olefin. Angka oktana motornya (MON) juga tinggi sehingga sensivitasnyarendah. Unjuk kerja katalis isomerisasi telah dikembangkan baik inti aktif logamnyamaupun inti aktif asamnya dengan memakai zeolit.

Dari proses alkilasi isobutana dan olefin rendah (propilena dan butilena) denganbantuan katalis asam (H

2SO

4 dan HF) akan diproduksi alkilat berangka oktana

riset (RON) dan motor (MON) tinggi dengan sensitivitas rendah, distribusi angkaoktana baik (homogen). Alkilat ini mengandung sebagian besar molekul hidrokarboniso-parafin.

Proses polimerisasi/kondensasi olefin rendah (propilena, butilena dan amilena)dengan memakai katalis asam fosfat (cair dan padat) menghasilkan bensin polimer(polygasoline) berangka oktana riset (RON) tinggi dengan distribusi angka oktanabaik (homogen), tetapi angka oktana motornya (MON) rendah sehinggasensivitasnya besar. Polygasoline ini terdiri atas sebagian besar molekul olefin.Pengembangan katalis polimerisasi ini diarahkan pada katalis padat.

Kilang Pertamina telah memakai berbagai proses katalitik untuk pembuatankomponen utama bensin tetapi masih perlu ditambah baik jenis jumlah unit maupunkapasitasnya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Cluer, A., (2000), Gasoline Process, Modern Petroleum Technology, vol 2, Down-stream Pubs, Institute of Petroleum New York, p. 86–91.

2. Peer, R.L. et al. (1988), CCR Platforming: Increased Aromatics Through Con-tinuing Inovation, UOP Technology Conference.


3. Special Report (1996), Fuel Quality Standards for Year 2000, Proposed by theEuropean Commission, Fuels and Lubes International. Dec, vol 2, no.12, p.10-11.

4. World-Wide Fuel Charter (2001), 5th Annual Fuels & Lubes ASIA Conferences,Singapore Jan. 25–28.

5. Al-Mute, I. S (1996), How to Implement a Gasoline Pool Lead Phase-Down,Hydrocarbon Processing ; Feb , p. 63–69.

6. UOP., (1995), New Platforming Technology for Changing Needs and IncreasedProfitability, Special Report.

7. Mistik, A.V., Smith, K.A., and Pinkerton R.D., (1957), Adv. Chem. Ser, 5 (97).

8. Jones, E. (1956), Polymerization of Olefines from Cracked Gases, Advancesin Catalysis, III, p. 219, Academic Press, Inc. New York.

9. Badoni, R. P., Uma Shanker and Kumar,Y. (1997), FCC as Mother Unit forOctane Exhanger and Petrochemicals, ASCOPE 97 Conference Jakarta,Nov.24–27.

10. Bailey, C. L. (1973), “Diesel Engine Fuels, Modern Pe-troleum Technology”,Applied Science Publ. Ltd., hlm. 614-625.

11. Courtes J. D., (2000), Lead Phase-Out and the Challengers of DevelopingFuture Gasoline Specifications, 6th Annual Fuels & Lubes Conference, Janu-ary 25-28 Singapore.

12. The Role of Fluid Catalyst Cracking in the 21st Century (1997), Fuel Technol-ogy & Management 4 th Quarter.

13. Nasution, A.S., dan Gafar, A. (1987), Pengujian Aktivitas Katalis PerengkahanSilika – Alumina dengan Umpan Fraksi Berat Minyak Bumi, SeminarPemanfaatan Zeolite, PPPTM Bandung.

14. IFP (1975), A New Answer to A New Gasoline Market, Technical Presentation1975–1976, p. 55.

15. Harvis, J.R. (1998), Use Desalting for FCC Fredstchs, Hydrocarbon Process-ing, Aug., p. 63-68.

16. Nasution, A.S., Jasjfi, E., and Legowo E.H., (2003), Zeolite Cracking Catalyst,Lemigas Scientific Contributions, No. 1.

17. Rajagopalan, K., and Habit E.T. Jr. (1992) Select Catalyst Support PropertiesNeeded For Gas Oil or Resid Cracking, Hydrocarbon Processing; Sept., p.43–46.

18. Technology Catalysts (1998), Excessive RFCCU Catalysts Deactivation, Im-proving Catalyst Accessibility, Hydrocarbon Asia, July/Aug,p 66-76.

19. Germani, J.E, 1969, Catalytic Conversion of Hydrocarbon Academic PressInc, 111 Fifth Av. New Yrok.

20. Nasution, A.S., (1985), Catalytic Reforming Naphtha for Gasoline and Aro-matic Production, Congress Interamericano de Inginero Quimika, Lima, Peru,Sept. 21–25.


21. Schwarzenbek, E.F,. (1973), Catalytic Reforming, Origine and Refining of Pe-troleum, Am. Chem. Society, Washington DC.

22. Nasution, A.S., (1994), Catalytic Reforming for Aromatic Production, (1994),Reforming, LNG & Petroleum ASIA 194, Singapore, Dec, 7–8.

23. Gruse, W.A and Stevens, D.R , (11960), Chemical Technology of Petroleum;3rd edn (Mc Graw _ Hill Book Company, New York), pp. 153–163.

24. Montarnal. R. (1965), Reformation Catalytic, Raffirage et Genie Chemique,Tom 1 p.775–811, Ed Technip, Paris.

25. Nasution, A.S., (1984), Conversion of Normal Hexane and Methyl Cyclopentaneinto Benzena using Reforming Catalysts, Congress of Asian Pacific Confed-eration of Chemical Engineering, Bangkok, Thailand, Oct 8–10.

26. Kramer, R, and Zuegg H., (1983), The Hydrogenalisis of Methycyclopentanaon Platinum Model Catalysts, Journal of Catalysts, 80 pp. 446–456.

27. Nasution, A. S., (1981), Influence of Poison Compounds Upon the Activity ofMono and Bi-Metallic Reeformer Catalysts, World Congress of the CatalystsToronto, Canada, Vol 4–9.

28. Nasution, A.S., (1971), Proses Isomerisasi Katalitik, Majalah LembaranPublikasi Lemigas, No 1, Th X.

29. Bour, G., Schwoerev, C.P ,and Asselin, G.F, (1970 ),Oil Gas Journal, 68 (43),57–61.

30. Institude of Petroleum, (1984), Modern Petroleum Technology, 5 edn. Lon-don.

31. Rabo, J.A., (1976). Catalytic Properties of Metal Containing Zeolites, ZeoliteChemistry and Catalytic, American Chemical, Washington, D. C, 592–595.

32. Riberio, F.R., et al., (1984), “ Use of Platinum HY Zeolite and Platinum HMordenite in the Hydroisomerization of n-Hexane”, Zeolite: Science andTechonolgy, Martinus Nijhoff Publishers, the Hague/Boston/Lamcater, 545–569.

33. Mc Mahon, C, and Solomon, E., (1963), Polimerization of Olefins as a RefiningProcess, Advances in Petroleum Chemistry and Refining Interiance Publish-ers, New York, 284–32.

34. .Meyer. R. A., (1996), Handbook of Petroleum Refining Process, 2nd edn, McGraw Hill, New York 177.

35. UOP, (1998), Catalytic Condensation Process-Motor Fuel, Leaflet.

36. IFP, (1976), A New Answer to a New Gasoline Market, Technical Presentation.

37. Nasution A.S., and Jasjfi E., (2001), Reformulated Gosoline Production andProblems of ASEAN Refineries, 3rd Int. Colloquim on Fuels, Osfildren., Ger-many Jan 17–18.

38. Nasution, A.S., and Jasjfi, E, (1998). Production of Unleaded Gasoline in ASEANCountries, 56th ASCOPE Technical Committee Meeting, Bangkok, Thailand,October 29–30, 1998.


BAB 4

PROSES PEMBUATAN SOLAR RAMAH LINGKUNGAN

Solar mempunyai kisaran titik didih antara 200o sampai dengan 370oC danterdiri atas hidrokarbon parafin, olefin, naftena dan aromatik. Umumnya komponensolar terdiri atas hidrokarbon distilasi langsung dari minyak bumi (straight run gasoil),namun komponen solar lainnya seperti solar rengkahan termal (visbroken gasoildan coker gasoil) dan proses katalitik (cycle gasoil dan hydrocracked gasoil) jugabanyak digunakan.[1,2]

Mutu solar distilasi langsung dari minyak bumi dipengaruhi oleh sifat umpanminyak bumi tersebut, antara lain komposisi hidrokarbon dan kadar sulfur. Kadarsulfur dari solar distilasi langsung meningkat dengan naiknya kadar sulfur umpan.Minyak bumi parafinik menghasilkan produk solar yang massa jenisnya lebih rendahdaripada solar yang berasal dari minyak bumi naftenik.[3,4,5]

Solar rengkahan, baik yang berasal dari rengkahan termal maupun rengkahankatalitik (kecuali hasil penghidrorengkahan–hydrocracked gasoil) mengandungpersentase aromatik dan olefin yang lebih besar daripada solar hasil distilasilangsung. Mutu komponen solar dipengaruhi oleh berbagai faktor, di antaranyamassa jenis, kadar hidrokarbon tak-jenuh (aromatik dan olefin), kadar non-hidrokarbon (belerang, nitrogen dan oksigen), warna dan stabilitas.

Untuk mencapai sasaran program langit biru, maka kadar komponen racungas buang dari kendaraan bermotor harus diturunkan, antara lain hidrokarbon (HC),gas racun (NO

x, CO dan SO

c) dan partikulat (particulate). Pengaruh kadar aromatik

dan angka setana pada emisi gas buang hasil pembahasan solar disajikan padaTabel 4.1. Solar ramah lingkungan yang dicirikan antara lain oleh: angka setanatinggi; kadar aromatik dan sulfur rendah; dan kisaran titik didih yang lebih ketat,dapat diramu dari komponen solar bermutu tinggi yaitu solar hidrorengkahan (hy-drocracked gasoil) dan solar hidromurnian (hydrotreated gasoil). [4,6,7,8]

Tabel 4.1Pengaruh Komposisi Solar pada Emisi Gas Buang

Catatan: g/bhp.h = gram per barrel horse power per hour.


Unjuk kerja proses penghidrorengkahan dan proses penghidropemurnian,karakteristik komponen solar, dan spesifikassi solar ramah lingkungan dari berbagainegara dan Indonesia dibahas berikut ini.

4.1 PROSES PEMBUATAN KOMPONEN UTAMA SOLAR

4.1.1 Proses Penghidrorengkahan

Proses penghidrorengkahan adalah reaksi antara hidrogen dan distilat beratminyak bumi, yaitu distilat vakum (vacuum distillate), minyak awa-aspal,(deasphalted oil) dan distilat-termal berat (heavy thermal distillate), dengan bantuankatalis bifungsional. Proses ini menghasilkan berbagai jenis produk bernilai tinggi,antara lain bahan bakar minyak bermutu tinggi (kerosin, avtur, dan solar), bahandasar pelumas, serta nafta ringan untuk umpan proses hidroisomerisasi dan naftaberat sebagai umpan proses reformasi katalitik untuk pembuatan komponen-komponen utama bensin (isomerat, dan reformat) bermutu tinggi: HOMC (highoctane mogas component)[1].

Umpan hidrorengkah adalah campuran hidrokarbon (parafin, naftena, danaromatik) dan sedikit pengotor non-hidrokarbon (sulfur, nitrogen, oksigen, danlogam: Ni dan V). Aromatik pertama-tama bereaksi menjadi naftena, dan kemudiannaftena tersebut pecah menjadi molekul kecil. Parafin relatif stabil pada konversiumpan sekitar 65% vol. pada proses penghidrorengkahan satu tahap. Mutu produkkerosin, dan solar naik dengan dinaikkannya konversi umpan, yaitu titik asap kerosin25 mm dan angka setana solar 54.

Pada proses penghidrorengkahan dua tahap, hidrogenasi aromatik bertambahdan juga hidroisomerisasi parafin sehingga mutu produk akan meningkat lagi, yaitutitik asap kerosin 40 mm dan angka setana solar 70, dengan kadar isoparafintinggi yang dapat meningkatkan sifat alir produk solar (cold flow).[9] Reaksihidrorengkah dihambat oleh kotoran komponen non-hidrokarbon (nitrogen) dariumpan yang terkonversi menjadi amonia dan terbawa dalam sirkulasi gas hidrogenserta masuk ke dalam zona katalis. Umpan reaktor kedua dari prosespenghidrorengkahan dua tahap telah bebas dari kotoran komponen nitrogentersebut sehingga katalis dapat bekerja secara optimal. Karakteristik produk solarhidrorengkah dari umpan distilat vakum dan minyak awa-aspal disajikan pada Tabel4.2.

Produk berat hidrorengkah dapat dikontrol atau diatur dengan mengubah trayekdidih dari umpan yang disirkulasikan, sehingga proses penghidrorengkahan dapatdiarahkan untuk memaksimalkan ketiga jenis produk yaitu: nafta, kerosin, dansolar dengan bantuan katalis zeolit. Katalis amorf hanya dapat memaksimalkankedua jenis produk utama terakhir, yaitu kerosin dan solar saja. Pada operasiyang diarahkan untuk pembuatan produk kerosin dan solar, katalis zeolitmemberikan suatu rasio antara produk ringan dan produk berat yang lebih besardaripada katalis amorf (Gambar 4.1).[5] Katalis zeolit lebih aktif dan stabil terhadapracun amonia daripada katalis amorf. Katalis zeolit tersebut dipilih untuk operasipembuatan maksimal produk nafta. Walaupun konversi umpan prosespenghidrorengkahan tinggi, tetapi produk gas yang dihasilkan tidak begitu besar,yaitu maksimal 4% berat.


Tabel 4.2Produk Solar Hidrorengkah

Gambar 4.1Produk Hidrorengkah


4.1.1.1 Reaksi Hidrorengkah

Reaksi utama dari proses penghidrorengkahan adalah reaksi pemutusan ikatanantar-atom karbon (C–C) yaitu: reaksi hidrorengkah parafin, reaksi hidrodesiklisasialkil aromatik, alkil naftena dan cincin naftena, serta reaksi penghidromurnian untukmenghilangkan atom sulfur, nitrogen dan oksigen dari non-hidrokarbon danhidrogenasi hidrokarbon tak-jenuh (aromatik dan olefin) dari molekul umpan danproduk antaranya. Reaksi penghidrorengkahan tersebut adalah reaksi eksotermis(Tabel 4.3).[10,11]

Tabel 4.3Proses Reaksi Hidrorengkah

Reaksi hidrorengkah dengan bantuan katalis bifungsional berinti aktif logamdan inti aktif asam terdiri atas empat tahap berikut (Gambar 4.2).[10]

- Pembentukan olefin dengan reaksi dehidrogenasi oleh bantuan inti aktif logamkatalis.

- Pembentukan senyawa-antara ion karbonium dari olefin tersebut dan protondari inti aktif asam katalis.

- Perengkahan senyawa antara ion karbonium menjadi produk antara olefin danion karbonium rendah.

- Hidrogenasi produk-antara olefin tersebut menjadi produk hidrokarbon jenuh.

4.1.1.2 Umpan Penghidrorengkahan

Umpan proses hidrorengkah adalah berbagai jenis distilat berat yaitu distilatvakum, minyak awa-aspal dan distilat-termal berat yang terdiri atas molekul


hidrokarbon (parafin, olefin, naftena dan aromatik) dan kotoran non-hidrokarbonyang mengandung atom sulfur, nitrogen, oksigen dan logam (Ni, V).

Hidrogenasi aromatik menjadi naftena merupakan reaksi pertama, yangkemudian cincin naftena tersebut dipecah menjadi parafin dengan reaksihidrodesiklisasi. Parafin relatif lebih stabil pada konversi umpan <65% volume.Kotoran komponen nitrogen umpan yang pecah menjadi amonia dan terbawa didalam sirkulasi gas hidrogen dapat menghambat reaksi hidrorengkah. Untukmenstabilkan konversi umpan, maka temperatur operasi harus dinaikkan. Pengaruhkadar kotoran nitrogen umpan pada kenaikan temperatur operasi untukmenstabilkan konversi umpan ditunjukkan pada Gambar 4.3.[12]

Sulfur dalam molekul hidrokarbon aromatik lebih sulit dihilangkan daripadasulfur dalam molekul parafin, di mana perbandingan laju reaksi hidrodesulfurisasimerkaptana/benzotiofena/dibenzotiofena/merkaptana = 28/7/1. Sedang reaksihidrodenitrogenasi diamati jauh lebih sulit daripada reaksi hidrodesulfurisasi.

4.1.1.3 Katalis Hidrorengkah

Katalis hidrorengkah adalah katalis bifungsional yang mengandung dua jenisinti aktif (inti aktif logam dan inti aktif asam) untuk mempercepat reaksi hidrogenasi-dehidrogenasi, perengkahan, dan isomerisasi.

Inti Aktif Logam

Inti aktif logam adalah logam sulfida dari gabungan dua jenis logam grup VIII(Co

8S

9, dan Ni

2S

3) dan grup VIA (MoS

2 dan WS

2), dengan kombinasi kedua atom

adalah Ni-W, Ni-Mo, Co-Mo dan Co-W. Rasio kedua jenis grup atom tersebut(grup VIII/grup VI A) adalah sekitar 3/1. Kadar logam grup VIII berkisar 1–5%berat dan kadar logam grup VIA berkisar 5–20% berat dari katalis. Inti aktif logamini membantu mempercepat reaksi hidrogenasi/dehidrogenasi, hidrodesulfurisasi,

Gambar 4.2Mekanisme Reaksi Hidrorengkah Parafin


dan hidrodenitrogenisasi dengan aktivitas yang berbeda tergantung pasanganlogamnya:[1,10] Urutan aktivitas inti aktif logam katalis adalah sebagai berikut:

- Reaksi hidrogenasi (aromatik dan olefin):

Ni-W > Ni-Mo > Co-Mo > Co-W

- Reaksi hidrodesulfurisasi:

Co-Mo > Ni-Mo > Ni-W > Co-W

- Reaksi hidrodenitrogenasi:

Ni-Mo = Ni-W > Co-Mo > Co-W.

Inti Aktif Asam

Inti aktif asam katalis penghidrorengkahan adalah gabungan oksida logamgrup II dan grup III, yaitu Al

2O

3-SiO

2 baik bentuk amorf maupun zeolit, yang berfungsi

untuk membantu reaksi perengkahan dan isomerisasi melalui pembentukansenyawa antara ion karbonium. Ion karbonium terutama terbentuk dari hasil interaksiantara inti asam katalis (proton -H+) dan molekul olefin hasil reaksi dehidrogenasiparafin umpan.

Pemakaian zeolit dapat meningkatkan keasaman dan stabilitas katalis, tetapiakan dihasilkan banyak produk ringan. Zeolit yang umum dipakai adalah tipe Y.Pengurangan atom Al dari kerangka zeolit dapat meningkatkan aktivitas, selektivitas,dan stabilitas dari inti aktif asam katalis tersebut.

Gambar 4.3Pengaruh Kadar Nitrogen Umpan pada Kenaikan Temperatur Operasi


4.1.1.4 Unit Proses Penghidrorengkahan

Proses Penghidrorengkahan Satu-Tahap

Konfigurasi proses penghidrorengkahan sederhana adalah satu tahap tanpasirkulasi umpan (Single-Stage Once Through–SSOT). Pada proses SSOT, umpandicampur dengan sirkulasi gas hidrogen, dipanasi sampai pada temperatur operasidan masuk dari atas reaktor hidrorengkah dan terjadi reaksi (reaksi eksotermis).Antara unggun (bed) katalis diberikan injeksi gas hidrogen untuk menjaga kenaikantemperatur katalis di atas 30oC. Campuran hasil reaksi gas dan cair didinginkandan dipisahkan di dalam suatu separator bertekanan tinggi, aliran gas dari separa-tor disirkulasi kembali ke reaktor. Cairan dari separator dipisahkan di dalam kolomdistilasi.

Proses Penghidrorengkahan Satu-Tahap Bersikulasi

Jika umpan akan dikonversi tinggi menjadi produk ringan, maka produk bawahkolom distilasi disirkulasi kembali ke reaktor dan diproses bersama umpan segarpada proses penghidrorengkahan dengan sirkulasi umpan (Single Stage Recycle–SSREC).

Proses Penghidrorengkahan Dua-Tahap

Proses penghidrorengkahan dua tahap (Two-Stage Recycle–TSREC) terdiriatas tahap pertama yang identik dengan proses penghidrorengkahan satu tahaptanpa sirkulasi umpan dengan konversi umpan, yang memberikan sekitar 40-50%volume.

Produk berat (umpan yang belum terkonsensi) dari bawah kolom distilasiproduk dimasukkan ke dalam reaktor tahap kedua di mana produk berat tersebutdikonversi lanjut dan produknya dikirim ke fraksionator. Pada reaktor tahap keduaini umpan sudah bebas dari kotoran amonia dan asam sulfida, yang memungkinkankatalis beroperasi secara optimal.

Proses penghidrorengkahan dua tahap dioperasikan pada kilang Pertamina,yaitu unit Pengolahan UP II Dumai/S. Pakning dan UP V Balikpapan untuk mengolahdistilat vakum menjadi distilat sedang (kerosin, avtur dan solar). (Gambar 4.4).[6]

4.1.2 Proses Penghidromurnian

Komponen solar yang diproduksi di kilang-kilang minyak dewasa ini umumnyaterdiri atas solar hasil distilasi langsung minyak bumi, selain beberapa komponensolar olahan seperti solar rengkahan termal dan solar rengkahan katalitik. Namunkualitas/mutu komponen-komponen solar tersebut masih perlu ditingkatkan denganproses penghidromurnian.[3]

Solar rengkahan, baik yang berasal dari rengkahan termal maupun rengkahankatalitik mengandung persentase aromatik dan olefin yang lebih besar daripadasolar distilasi langsung. Solar dari minyak bumi naftenik mempunyai massa jenisyang lebih tinggi dibanding dengan solar distilasi minyak bumi parafinik.[2,14]

Proses penghidromurnian komponen solar dengan memakai katalismonofungsional dapat meningkatkan angka setana, warna, stabilitas dan


menurunkan kadar hidrokarbon tak jenuh (aromatik, olefin) serta kotoran non-hidrokarbon (belerang, nitrogen, oksigen). Katalis penghidromurnian terdiri atasinti aktif logam saja dengan penunjang alumina (Al

2O

3).

4.1.2.1 Reaksi Penghidromurnian

Proses penghidropemurnian adalah reaksi eksotermis yang terdiri atas: reaksihidrogenasi hidrokarbon tak jenuh (aromatik dan olefin), reaksi hidrodesulfurisasi,reaksi hidrodenitrifikasi dan hidrodeoksigenasi. Ketiga reaksi yang tersebut terakhirdisajikan pada Tabel 4.4.[10]

Laju reaksi hidrodesulfurisasi dari senyawa sulfur parafin berjalan lebih mudahdaripada sulfur aromatik, yaitu dengan perbandingan merkaptan/benzotiofena/dibenzotiofena = 28/7/1. Reaksi hidrodenitogenasi diamati lebih sulit daripada reaksihidrodesulfurisasi.

4.1.2 Umpan Penghidromurnian

Komponen solar terdiri atas solar hasil distilasi minyak mentah (straight run gasoil),solar hasil rengkahan termal (visbroken gasoil dan coker gas oil), dan solar rengkahankatalitik (cycle gasoil dan hydrocracked gasoil). Massa jenis, belerang dan angkasetana dari berbagai jenis komponen disajikan pada Tabel 4.5.

Jumlah dan jenis aromatik dalam solar distilasi langsung jauh lebih rendahdaripada yang dikandung oleh solar hasil rengkahan termal sebagaimanaditunjukkan pada Tabel 4.6. Kadar sulfur produk solar dari berbagai jenis prosespembuatannya diamati sekitar 45–50% berat dari kadar sulfur yang dikandungumpan prosesnya (Tabel 4.7).[5]

Gambar 4.4Unit Proses Penghidrorengkahan Dua Tahap


Tabel 4.4Reaksi Hidropemurnian

Tabel 4.5Karakteristik Produk Solar dari berbagai jenis Proses Pembuatan


Trayek titik didih solar, khususnya titik didih akhirnya memberikan pengaruhcukup besar pada proses penghidropemurniannya. Jenis dan proporsi solarrengkahan seperti perengkahan katalitik, koker dan visbreker dapat mempengaruhikondisi operasi dari proses penghidromurnian komponen solar tersebut.

4.1.2.3. Katalis Penghidromurnian

Katalis penghidromurnian adalah katalis mono-fungsional yang mengandunghanya inti aktif logam saja dengan penunjang alumina (Al

2O

3). Inti aktif logam katalis

penghidromurnian adalah sama seperti inti aktif logam katalis dari prosespenghidrorengkahan yaitu: Ni-W, Ni-Mo dan Co-Mo, yang bentuk aktifnya dalam

Tabel 4.6Komposisi Aromatik dari Solar (Gasoil)

Tabel 4.7Kadar Sulfur Berbagai Jenis Komponen Solar (Gasoil)


logam sulfida (Ni2S

3, MoS

2, Co

8S

9) dan pre-sulfiding katalis tersebut memakai

senyawa sulfur antara lain dimetil disulfida (CH3–S–CH

3) yang dicampur bersama

umpan.

Aktivitas inti aktif logam katalis untuk berbagai jenis reaksi utama dari prosespenghidropemurnian adalah sebagai berikut:

- Reaksi hidrogenasi hidrokarbon tak-jenuh (aromatik dan olefin):

Ni-W / Ni-Mo > Co-Mo

- Reaksi hidrodesulfurisassi:

Co-Mo > Ni-Mo > Ni-W

- Reaksi hidrodenitrogenasi:

Ni-Mo = Ni-W > Co-Mo.

4.1.2.4 Unit Proses Penghidromurnian

Proses penghidromurnian konvensional dengan tekanan operasi 35 bar dapatmenurunkan masa jenis solar, tetapi kenaikan angka setana produk solar tersebuthanya sekitar 3 angka saja. Penurunan massa jenis solar tersebut disebabkanoleh reaksi hidrogenasi poliaromatik solar menjadi mono-, dan di-aromatik sedangkadar total aromatiknya menurun sedikit saja. Pada kondisi tersebut, tingkathidrodenitrogenasi tidak cukup tinggi untuk umpan solar rengkahan (Tabel 4.8),maka kondisi operasi masih perlu ditingkatkan, yaitu antara lain dengan menaikkantekanan parsial hidrogen.

Penurunan Gravitas Spesifik - 0,02 (maks)

Penurunan Temperatur T95 oC - 5 s/d - 10

Kenaikan Angka Setana - 3

Hidrodenitrogenasi % berat < 50

Kadar Sulfur ppm 500

Tabel 4.8Proses Penghidromurnian Konvensional

Pada kondisi baru tersebut, proses penghidromurnian ini dapat menaikkanlagi angka setana produk solar sekitar 5 sampai 7 angka. Untuk kenaikan lebihlanjut angka setana, diperlukan tekanan parsial hidrogen lebih besar lagi, agardapat dinaikkan tingkat reaksi hidrogenasi aromatik.

Umpan solar ringan dan solar sedang dan solar campuran antara 30% volumesolar rengkahan katalitik dan 70% volume solar distilasi masih dapat diolah denganproses penghidromurnian konvensional tersebut. Sedang umpan solar berat dansolar campuran dengan solar rengkahan katalitik >30% diperlukan kenaikan kondisioperasi.


Apabila kondisi tekanan parsial hidrogen tinggi tersebut masih belum memenuhiuntuk penghidromurnian solar rengkahan, maka proses pemurnian perlu dilakukandalam dua tahap dengan pengoptimalan kondisi operasinya.

Untuk pembuatan solar dengan persyaratan tinggi yaitu kadar aromatik <5%dan sulfur <50 ppm pada proses penghidromurnian satu tahap diperlukan tekananparsial hidrogen di atas 100 bar dengan volume katalis besar serta laju umpancukup rendah <0,5 ton/m3 umpan per jam. Bagi proses penghidromurnian duatahap, di mana desulfurisasi dilakukan di tahap pertama dengan katalis Co-Mo/Al

2O

3 dan dilanjutkan dengan saturasi aromatik dan olefin di tahap kedua, maka

diperlukan tekanan operasi yang cukup rendah (50–60 bar) dengan katalis Ni-Mo/Al

2O

3. Karakteristik produk solar dari proses penghidromurnian dari umpan solar

perengkahan katalitik (light cycle oil – LCO) ditunjukkan pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9Karakteristik Produk Solar dari Proses Penghidromurnian

dari Umpan Solar Perengkahan Katalitik

Proses penghidromurnian satu tahap ditunjukkan pada Gambar 4.5.[5] Skemaproses untuk berbagai tingkatan proses penghidromurnian adalah sama denganpengecualian untuk peningkatan angka setana solar yang sangat besar diperlukanproses penghidromurnian dua tahap. Peningkatan reaksi saturasi aromatik dapatdilakukan dengan menaikkan tekanan parsial gas hidrogen dan penurunan lajuumpan.

Kilang PERTAMINA memakai proses penghidropemurnian solar di unitpengolahan berikut: UP II Dumai/S.Pakning satu unit (coker gasoil); UP IV Cilacapsatu unit (visbreaker gasoil); UP V Balikpapan, satu unit (straight run gasoil) danUP VI Balongan dua unit (cycle gasoil).

4.2 SOLAR RAMAH LINGKUNGAN

Solar ramah lingkungan diperoleh dari pencampuran antara komponen utamasolar (hydrocracked gasoil dan hydrotreated gasoil) (Gambar 4.6 dan 4.7) dankomponen penunjang solar (straightrun gasoil, visbreaker gasoil, coker gasoil dancycle gasoil). Dalam rangka menurunkan polusi dari gas buang perubahan solar,maka proporsi komponen penunjang solar berkadar aromatik dan sulfur tinggidengan angka setana rendah, dibatasi dalam pembuatan solar ramah lingkungantersebut.[1,3,15,16]


Gambar 4.6Penghidrorengkahan Distilat Berat Minyak dan Residu Menjadi Solar

Gambar 4.5Proses Penghidromurnian Satu Tahap

Gambar 4.7Konversi Distilat Berat Minyak dengan Proses Penghidrorengkahan


Karakteristik berbagai jenis komponen solar, dan pembatasan hidrokarbon padaspesifikasi solar ramah lingkungan dari berbagai negara disajikan pada Tabel 4.10,4.11, 4.12, dan 4.13. Dalam pembuatan solar ramah lingkungan, komponen utamasolar bermutu tinggi perlu ditingkatkan proses penghidrorengkahan dan prosespenghidromurnian, baik jumlah unit prosesnya maupun kapasitas umpannya, sertapeningkatan kondisi operasi dan pengembangan formula katalis dari proses katalitiktersebut pada kilang minyak Pertamina. [2,14]

Tabel 4.10Karateristik Produk Solar Beberapa Jenis Proses Pembuatan

Tabel 4.11Komposisi Aromatik Solar (Gasoil)


Tabel 4.12Mobil Isomerization Dewaxing dari Komponen Solar

Tabel 4.13Spesifikasi Solar Ramah Lingkungan dan Solar Indonesia

WWFC= World Wide Fuel Charter, CARB = California Air Source Board,EU = European Union, TBD = To be decided during 1999 i 1% per mol of total aromatics.Cat. = Kategori

4.3 SOLAR KOMERSIAL INDONESIA

Bahan bakar minyak solar komersial Indonesia dibuat pada kilang PT. Pertaminaberkapasitas pasang minyak mentah sekitar 1.063 juta barel perhari pada enamunit pengolahan (UP) berikut, UP II Dumai/S. Minyak solar komersial diramu darisekitar 70% volume dari blending Pakning, UP III Plaju/S Gerong, UP IV Cilacap,UP V Balikpapan, UP VI Balongan dan UP VII Kasim. Beberapa jenis komponenutama solar, yaitu solar hidrorengkahan dan solar hidromurnian dari solar distilasidan rengkahan termal/katalitik, sisanya dari campuran beberapa jenis komponenpenunjang solar seperti solar distilasi (non-parafinik) dan solar rengkahan termal/katalitik.


4.4 KESIMPULAN

Komponen utama solar terdiri atas solar penghidrorengkahan dan solarpenghidromurnian dari komponen solar bermutu rendah (solar rengkahan termaldan katalitik).

Proses penghidrorengkahan distilat berat dengan bantuan katalis bifungsionaldapat menghasilkan produk utama solar dan kerosin bermutu tinggi. Unjuk kerjaproses penghidrorengkahan ini terus ditingkatkan baik teknologinya maupunperkembangan katalisnya antara lain penyempurnaan inti aktif asamnya denganmemakai zeolit.

Tabel 4.14Solar Indonesia

Karakteristik Unit Solar 48 Solar 51 Metode Uji ASTM

Angka setana - 48 51 D 613

Indaks setana - 45 48 D 4737

Berat jenis pada l5°C kg7m3 815 820 D 1298/D4052

Viskositas pada 40oC mm2/s 2.0 0.2 D 445

Kandungan sulfur % m/m 0.35 0.05 D 2622

Distilasi: T 90 °C - 340 D 86

T 95 °c 370 360 -

Titik dldih akhir °c - 370 -

Titik nyala °c 60 55 D 93

Titik tuang °c - 18 D 97

Restdu karbon % m/m 18 0.3 D 4530

Kandungan air mg/kg 500 500 D 1744

Biological growth *) - - - -

Kandungan FAME") %v/v 10 10 -

Stabiliias oksidasi %v/v - 25 -

Kandungan metano) dan etanol *) merit - - D 4815

Korosi bilah tembaga %m/m Kelas 1 Kelas 1 D 130

Kandungan abu %m/m 0.01 0.01 D 482

Kandungan sedimen %m/m 0.01 0.01 D 473

Bilangan asam kuat mg KOH/g 0.6 0.3 D 664

Bilangan asam total mg KOH/g 0.6 0.3 D 664

Partikulat mg/l - D 2276

Panampilan visual - -

Warna No. ASTM 3.0 3.0 1500

Sumber: Dit. Jen Migas

Jernih dan terang

Bahan bakar minyak solar komersial Indonesia terdiri atas dua jenis, yaitu:minyak solar -48 dan minyak solar -51 yang spesifikasinya memenuhi SK DirjenMigas No. 3674 K/24/DJM/2006 tanggal 17 Maret 2006 (Tabel 4.14).


Komponen solar bermutu rendah baik solar rengkahan termal maupun solarrengkahan katalitik dapat ditingkatkan mutunya dengan penurunan kadar darihidrokarbon tak jenuh (aromatik dan olefin) serta non-hidrokarbon (sulfur dan ni-trogen) pada proses penghidromurnian dengan bantuan katalis monofungsional(Co-Mo/Al

2O

3) Unjuk kerja proses penghidromurnian ini telah dikembangkan baik

dan segi teknologi prosesnya dari satu tahap menjadi dua tahap maupunpengembangan katalisnya baik penyangga (support) maupun inti aktif logamnya.

Kilang Pertamina telah mengoperasikan berbagai jenis proses katalitik untukpembuatan komponen utama bahan bakar solar, yaitu proses penghidrorengkahandan penghidromurnian, tetapi baik dari segi jumlah maupun kapasitas dari keduajenis unit proses katalitik tersebut masih perlu ditingkatkan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Bailery, C.L., (1973), “Diesel Engine Fuels, Modern Petroleum Technology”,Applied Science Publ. Ltd., hlm. 614-625.

2. Nasution, A. S., dan Jasjfi, E., (1997), “Gas Oil Production and Impact of MoreStringent Specification on the. Catalyst Performance in ASEAN Refineries”, 5th

ASCOPE Refining Workshop, Yogyakarta, Indonesia.3. News, (1993), “New Diesel Rule Time Test for California Refineries Regula-

tions”, Oil and Gas Journal, 30 Agustus, hlm. 21-26.4. Special Report (1996), Fuel Quality Standarts for Year 2000, Proposed by the

European Commission, Fuels and Lubes International. Dec, vol 2, no. 12, p10-11.

5. Henried G. and D. Duce., (2000), Kerosene and Gasoil Manufacture, ModernPetroleum Technology, vol 2, Downstream Pubs, Institute of Petroleum NewYork, p 113 – 126.

6. Nasution, A.S., dan Abdul Gafar, (1993), “Survey on Catalyst Use in ASEANRefineries”, 2nd ASCOPE Refining Workshop, Bandar Seri Begawan, BruneiDarussalam.

7. News, (1994), California Refiners Face Hundle in Federal State RFG Rules,Oil and Gas Journal, Oil 10, 23-28.

8. Ragdale, R., (1994), U.S. Refiner Choosing Variety of Routes to Produce CleanFuels, Oil and Gas Journal, March 21, p 51-58.

9. Dosher, John R., Carner, Jack T., (1994), “Sulfur Increases Seen Mostly inHeavy Fractions of Lower Quality Crudes”, Oil and Gas journal, 23 Mei hlm.43-49.

10. Le Page, J.F., (1987), “Applied Heterogenous Catalysis:, Editions Technip, Paris.11. Rajagopalan, K., and Habit, E.T.Jr (1992) Select Catalyst Support Properties

Needed for Gas Oil or Resid Cracking, Hydrocarbon Processing; Sept; p 43-46.

12. Koyama Hiroki, Nagai Eiichi, Torri Hidenohu dan Kumagai, (1995), “SampleChanges Reduce Catalyst Deactivation, Pressure Drop Build UP”, Oil and gasJournal, 20 November, p. 68-71.


13. Jasjfi, E., (1993), “Trend and Development in the Petroleum Fuel Qualities inASEAN Countries”, 4th ASCOPE Conference and Exhibition, Bangkok, Thai-land.

14. Nasution, A.S., dan Jasjfi, E., (1997), “Hydrodesulfurization of Gas Oil UsingCo-Mo/Al

2O

3 Catalyst”, 3rd Annual Fuel & Lube Asia Pacific Conference,

Singapura.15. N.N., (1996), “Fuel Quality Standards for Year 2000 Proposed by the European

Commission”, Special Report, Fuels and Lubes International, December vol.2, No. 1 2, pp. 10-11.

16. World-Wide Fuel Charter (2001), 5th Annual Fuells & Lubes ASIA Conferences,Singapore Jan. 25-28.


BAB 5

PENELITIAN TEKNOLOGI PEMBUATAN BENSIN DAN SOLAR

DI PPPTMGB “LEMIGAS”

Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Minyak dan Gas Bumi(PPPTMGB)-”LEMIGAS” adalah suatu puslitbang di bawah Badan Penelitian danPengembangan Energi dan Sumber Daya Mineral – Kementerian Energi danSumber Daya Mineral yang melakukan penelitian dan pengembangan teknologiminyak dan gas bumi, antara lain: Teknologi Proses Pengolahan Minyak dan GasBumi.

Dalam rangka menunjang kelancaran operasi dan pengembangan kilangminyak Pertamina, beberapa penelitian proses-proses katalitik pengolahan minyakbumi telah dilakukan antara lain pembuatan bahan bakar dan bahan dasar pelumaspada Laboratorium Katalis, Kelompok Pengembangan Teknologi Proses dan Katalisdibangun sekitar tahun 1974. Proses-proses katalitik mempunyai peranan pentingdalam pembuatan komponen-komponen utama bensin dan solar.[1]

Penelitian proses katalitik dalam pembuatan komponen utama bensin dan solarditujukan untuk meneliti unjuk kerja proses-proses katalitik dengan pemakaianberbagai jenis umpan dan katalis terhadap mutu dan perolehan produk komponenbahan bakar tersebut. Peralatan untuk alat uji unjuk kerja proses katalitik yangdigunakan pada Laboratorium Katalis LEMIGAS terdiri atas tiga jenis alat berikut:unit tes mikro (micro activity test–MAT) (Gambar 5.1), unit tes katalis (Catatestunit) (Gambar 5.2) dan alat autoclave (Gambar 5.3).

Gambar 5.1Skema alat Micro Activity Test


Gambar 5.3Alat Autoclave

Alat catatest unit yang dipakai dalam penelitian ini dapat dioperasikan secarakontinu pada suhu dan tekanan tinggi. Diameter dan volume reaktor adalah masing-masing 19 mm dan 220 ml. Suhu reaktor ditentukan di tiga tempat yaitu zonapemanasan, zona katalisator dan zona produk (Gambar 5.2).

Gambar 5.2Alat Catatest Unit


Proses katalitik untuk pembuatan komponen utama bensin yang telah ditelitiadalah proses perengkahan katalitik, dan proses reformasi katalitik. Dalampembuatan komponen utama solar telah diteliti proses penghidrorengkahan danpenghidromurnian.

Unjuk kerja proses-proses katalitik tersebut dalam pembuatan komponen-komponen utama bensin dan solar akan disajikan.

5.1 PENELITIAN PROSES PEMBUATAN KOMPONEN BENSIN

5.1.1 Proses Pembuatan Komponen Utama Bensin

Proses pembuatan komponen utama bensin yang telah diteliti meliputi prosesperengkahan katalitik dan proses reformasi katalitik.

5.1.1.1 Proses Perengkahan Katalitik

Proses perengkahan umpan distilat berat dengan bantuan katalis perengkahanmonofungsional yang mengandung inti aktif asam, yaitu alumina silikat (Al

2O

3-

SiO2) baik bentuk amorf maupun zeolit, ditujukan untuk membuat komponen utama

bensin. Reaksi utama dari proses perengkahan katalitik adalah suatu reaksikonsekutif yang memecah/merengkah molekul hidrokarbon umpan menjadi produkutama komponen bensin (cat. cracked gasoline) dan produk samping gas C

3/C

4

dan solar. Produk samping gas C3/C

4 dapat dipakai sebagai umpan proses alkilasi

dan proses polimerisasi yang menghasilkan masing-masing produk komponenutama bensin alkilat dan bensin polimer. Proses perengkahan katalitik mempunyaiperanan penting dalam pembuatan komponen utama bensin.[1,2,3,4]

Penelitian proses perengkahan katalitik meliputi pengoptimalan aktivitas katalisperengkah alumina silikat dan aktivasi katalis perengkah zeolit alam.

5.1.1.1.1 Pengoptimalan Aktivitas Katalis

Dalam rangka mengoptimalkan perolehan produk utama komponen bensin(cat. cracked gasoline) pada proses perengkahan katalitik diperlukan suatu katalisperengkah dengan aktivitas optimum pula yaitu katalis equilibrium (equilibriumcatalyst). Untuk itu, telah diteliti aktivitas optimum katalis alumina silikat yangdiperoleh dengan penurunan aktivitas katalis (deaktivasi) (Al

2O

3 SiO

2) baru (fresh

catalyst) dengan proses deaktivasi uap.

Aktivitas optimal katalis dapat dinyatakan sebagai kemampuan tertinggi katalisuntuk mengonversi suatu umpan tertentu menjadi produk utama bensin yang op-timal pada suatu kondisi tertentu.

Pengaruh deaktivasi uap katalis perengkah pada kondisi operasi suhu dari500 sampai 700oC dan waktu deaktivasi dari 4 sampai 10 jam terhadap konversiumpan dan produk utama bensin pada alat Micro-Activity Test disajikan pada Tabel5.1.[5]


Konversi umpan menurun dari 45,0% menjadi 30,6% berat, dan produk bensinnaik dari 20,6% menjadi 33,1% berat dari konversi umpan. Aktivitas optimal darikatalis deaktivasi (katalis ekuilibrium) adalah konversi umpan 36,5% berat denganproduk bensin 32,5% berat atau selektivitas katalis 89,04% berat. Katalis barumemberikan konversi umpan 45,0% dan produk bensin 20,6% berat denganselektivitas hanya 45,78% berat.

Melalui pengoptimalan aktivitas katalis perengkah dengan deaktivasi uap,selektivitas pembentukan produk utama bensin dapat dinaikkan dari 45,78% beratmenjadi 89,04% berat dari konversi umpan. Dalam rangka mendapatkan perolehanoptimum produk utama bensin dari proses perengkahan katalitik dipakai katalisperengkah ekuilibrium (equilibrium catalyst) beraktivitas optimal di dalam reaktor(riser) dari proses perengkahan katalitik.

Tabel 5.1Hasil Perengkahan dari Katalis Deaktivasi

Catatan: * = Katalis perengkah baru


Deaktivasi uap katalis perengkah alumina silikat padat pada suhu tinggi dapatmemperbesar ukuran pori-pori. Juga terjadi dealuminasi sebagian dari katalistersebut sehingga terjadi penurunan luas permukaan pori katalis yangmengakibatkan pengurangan jumlah inti-inti aktif asam (Lewis dan Bronsted) darikatalis perengkahan tersebut. Jumlah inti aktif asam katalis perengkah berkurangsampai ke tingkat keasaman optimal, dan dihasilkan suatu potensi optimal dayarengkah katalis dalam perengkahan molekul antara ion karbonium.

5.1.1.1.2 Penelitian Aktivasi Katalis Zeolit Alam

Zeolit alam mengandung berbagai jenis kotoran yang dapat menurunkanaktivitas perengkah katalis zeolit tersebut. Pengaktifan zeolit alam denganpemberian asam klorida (HCl) telah menaikkan luas permukaan zeolit dari 30menjadi 130 m2/g dan rasio Si/Al naik dari 8 menjadi 15. Pada Pengujian aktivitaskatalis zeolit yang telah dimurnikan tersebut pada alat Micro Activity Test, diamatisuatu kenaikan konversi umpan n-heksana dari 24 menjadi 51% vol.[6]

Pertambahan luas permukaan pori zeolit akan menaikkan potensi inti aktifasam dari katalis dalam pembentukan senyawa antara ion karbonium dari prosesperengkahan katalitik n-heksana tersebut.

5.1.1.2 Proses Reformasi Katalitik

Proses reformasi katalitik umpan nafta berat dengan memakai katalis reformasibifungsional yang mengandung dua jenis inti aktif yaitu inti aktif logam dan inti aktifasam untuk pembuatan produk utama reformat. Katalis reformasi mono-metalikmemakai inti aktif logam platina (Pt) saja dan katalis reforming bimetalikmengandung logam kedua yaitu rhenium atau germanium yaitu Pt/Re atau Pt/Ge.Inti aktif asam katalis reformasi adalah alumina (Al

2O

3) dengan kopromotor klorida

(Cl) yaitu Al2O

3-Cl. Proses reformasi katalitik mempunyai peranan penting dalam

pembuatan komponen utama bensin.[7]

Penelitian unjuk kerja proses reformasi katalitik meliputi pengaruh umpan(molekul hidrokarbon murni dan nafta) dan katalis serta pengaruh racun katalisdengan memakai alat Catatest unit.

5.1.1.2.1 Penelitian Reformasi Berbagai Jenis Umpan

Telah dilakukan penelitian proses reformasi katalitik dengan umpan molekulhidrokarbon murni (n-heksana, n-heptana, n-oktana dan metilsikloheksana) dannafta berat dengan memakai katalis reformasi mono dan bimetalik.

Hidrokarbon Murni

Dehidroisomerisasi metilsiklopentana menjadi benzena dengan produk sampingheksana dengan memakai dua jenis katalisator reformasi mono dan bi-metalikdisajikan pada Tabel 5.2.[8] Selektivitas relatif dari produk benzena diamati 1,0 dan1,9 untuk masing-masing katalis mono-metalik dan bi-metalik yang menunjukkanaktivitas inti aktif logam bi-metalik lebih optimum daripada inti aktif logam mono-metalik dalam reaksi dehidroisomerisasi metil siklopentana menjadi benzena.Sehubungan dengan aktivitas inti logam dari mono-metalik yang relatif lebih tinggi


Dehidrosiklisasi n-heksana, n-heptana dan n-oktana menjadi aromatik denganmemakai katalis bimetalik memberikan laju relatif reaksi dari dehidrosiklisasi n-heksana, n-heptana dan n-oktana adalah masing-masing 1,0; 7,4 dan 11,2 padasuhu 445oC, tekanan 20 kg/cm2 dan H

2/HC = 6 mol/mol. Pada kondisi yang sama

diamati laju relatif dari reaksi dihidrosiklisasi n.heksana menjadi benzena adalah1,0 dan 1,7 untuk masing-masing katalis reformasi mono dan bimetalik. Energiaktivitas reaksi aromatisasi n-heksana, n-heptana, n-oktana dan metilsiklopentanadengan katalis reformasi bimetalik diamati masing-masing 37,8, 33,7, 27,7 dan25,8 kkal/ mol.[9]

Berdasarkan hasil pengamatan naiknya laju relatif reaksi dan turunnya energiaktivitas dari dehidrosiklisasi n-heksana, n-heptana dan n-oktana, diperkirakan,bahwa senyawa antara reaksi aromatisasi ketiga jenis umpan parafin tersebutadalah ion karbonium alkilsilkloamil yang laju reaksi isomerisasinya menjadi ionalkilsikloheksil naik dengan naiknya jumlah atom karbon dari senyawa antara ionkarbonium tersebut.

Selektivitas aromatisasi yang tinggi dari n-heksana menjadi benzena denganmemakai katalis reformasi bimetalik menunjukkan komposisi kedua jenis inti aktifkatalis bimetalik (inti logam–Pt-Re dan inti asam) tersebut adalah relatif lebih opti-mal daripada komposisi kedua inti aktif katalis mono-metalik yang inti logamnya(Pt) beraktivitas tinggi.

Umpan Fraksi Nafta

Reformasi katalitik umpan nafta dengan memakai katalis mono dan bimetalikmenghasilkan masing-masing produk reformat: 70,9 dan 75,5% vol dari umpannafta dengan masing-masing angka oktana: 95,2 dan 98,4. Kadar aromattik dariproduk reformat dengan memakai bimetalik naik dari 48,2 menjadi 75,6% vol

daripada bi-metalik, dan hasil pengamatan komposisi hidrokarbon dari produksamping heksana, diperkirakan mekanisme reaksi hidrodesiklisasi metilsi-klopentana menjadi produk heksana tersebut adalah hidrogenolisis danhidrorengkah untuk masing-masing katalis reformasi mono dan bimetalik (Tabel5.2).

Table 5.2Komposisi Hidrokarbon Produk Heksana dari Reaksi

Hidrodesiklinasi Metilsiklopentana


dengan kenaikan suhu operasi dari 490o sampai 510oC, tetapi dengan kenaikantekanan operasi dari 5 menjadi 25 kg/cm2 telah menurunkan kadar aromatik darireformat tersebut dari 82,4 menjadi 54,7% vol.[10] (Tabel 5.3 dan Gambar 5,4 dan5.5).

Tabel 5.3Produk Reformat

Gambar 5.4 Pengaruh Temperatur Operasi pada Komposisi Hidrokarbon Reformat


Berdasarkan data penelitian reformasi katalitik umpan nafta tersebutmenunjukkan pula, bahwa katalis bimetalik mempunyai komposisi kedua jenis intiaktif yang lebih relatif optimal daripada katalis mono-metalik untuk aromatisasiparafin dan naftena (metil siklopentana).

5.1.1.2.2 Penelitian Katalis Reformasi

Senyawa sulfur dapat menurunkan aktivitas dari inti aktif logam katalis reformasidan diamati inti aktif logam katalis reformasi bimetalik (Pt/Re) adalah lebih pekaterhadap racun sulfur daripada inti aktif logam katalis monometalik (Pt).[11]

Pengaruh racun normal butil amina pada proses reformasi katalitik n-heksanamemberikan penurunan produk isoheksana, benzena dan C

1–C

5 (Tabel 5.4).[12]

Normal butil amina terkonversi menjadi amonia yang dapat menurunkan inti aktifasam katalis reformasi, sehingga terjadi netralisasi inti aktif asam katalis (Al

2O

3-

Cl) yang menurunkan potensi pembentukan senyawa antara ion karbonium danjuga reaksi-reaksi isomerisasi, siklisasi dan perengkahan dari senyawa antara ionkarbonium tersebut sehingga terjadi penurunan perolehan ketiga jenis produkisoheksana, benzena dan C

1–C

5 tersebut.[7]

Gambar 5.5Pengaruh Tekanan Operasi pada Komposisi Hidrokarbon Reformat


5.2 PROSES PEMBUATAN KOMPONEN SOLAR

Reaksi pembuatan komponen utama solar adalah proses penghidrorengkahanumpan distilat berat dan proses penghidromurnian komponen solar dari berbagaijenis proses pembuatan yang bermutu rendah.[13,14] Pembuatan komponen utamasolar yang telah diteliti meliputi proses penghidrorengkahan dan penghidromurnian.

5.2.1 Proses Penghidrorengkahan

Proses penghidrorengkahan umpan distilat berat telah diteliti menjadi produkutama komponen solar dan produk samping kerosin, nafta dan gas C

3/C

4 dengan

bantuan katalis hidrorengkah bifungsional. Katalis hidrorengkah bifungsionaltersebut mengandung dua jenis inti aktif yaitu inti aktif logam dalam bentuk logamsulfida (Ni-Mo dan Ni-W) dan inti aktif asam alumina-silikat (Al

2O

3--SiO

2) baik amorf

maupun zeolit. Proses penghidrorengkahan pada pembuatan komponen utamasolar mempunyai peranan penting.[15]

Penelitian proses penghidrorengkahan dalam pembuatan komponen solarmeliputi pengaruh jenis umpan dan katalis bifungsional dengan memakai alatcatatest unit.

5.2.1.1 Penelitian Umpan Penghidrorengkahan

Proses hidrorengkah dari tiga jenis umpan (distilat vakum Minas, distilat vakumKuwait dan wax) dengan katalis hidrorengkah (Ni Mo/Al

2O

3- SiO

2 ) dilakukan pada

temperatur 550oC, tekanan 150 kg/cm2 dan gas H2/HC = 4000 l/l, yang hasilnya

disajikan pada Tabel 5.5.[16]

Mutu produk utama (kerosin dan solar) yang dihasilkan dari ketiga jenis bahanbaku tersebut menurun sebagai berikut: Wax > distilat vakum Minas > Distilatvakum Kuwait. Mutu produk samping nafta (N+2A) yang dihasilkan distilat vakumKuwait lebih tinggi daripada yang diperoleh dari distilat vakum Minas, dan bahanbaku wax menghasilkan mutu nafta (N+2A) yang paling rendah.

Reaksi utama dari umpan wax adalah perengkahan parafin tinggi menjadiparafin rendah, sedang umpan distilat vakum Kuwait berkadar aromatik tinggimemberikan reaksi utama hidrogenasi poliaromatik menjadi di/mono-aromatik.

Tabel 5.4Pengaruh Racun N.Butil Amina pada Reformasi Katalitik

dari Umpan N.Heksana dengan Katalis Mono dan Bimetalik


Umpan distilat vakum Minas, mengandung campuran parafin dan aromatikmemberikan reaksi utama dari kedua jenis hidrokarbon tersebut, sehingga terjadipenurunan kadar parafin dari produk utama kerosin dan solar dari ketiga umpantersebut, yaitu: wax > kadar distilat vakum Minas > distilat vakum Kuwait.

Data menunjukkan bahwa umpan berkadar parafin tinggi akan menghasilkanproduk utama kerosin dan solar yang bermutu tinggi, tetapi mutu produk naftanyaberkadar naftena dan aromatik rendah.

5.2.1.2 Penelitian Katalis Hidrorengkah

Rasio produk perengkahan dan isomerisasi pada proses umpan n-heptanadipengaruhi oleh aktivitas inti aktif logam dari katalis hidrorengkah dengan inti aktifasam tetap yaitu menurun dengan naiknya keaktifan inti aktif logam katalis, yaituNi-W> Ni-Mo > Co-Mo karena terhambatnya reaksi perengkahan senyawa antaraion karbonium (Tabel 5.6).[17]

Dalam proses penghidrorengkahan, inti aktif asam katalis berperan pentingpada reaksi perengkahan senyawa antara ion karbonium. Makin tinggi aktivitasinti asam katalis dengan inti aktif logam tetap makin tinggi pula dihasilkan rasioantara produk perengkahan dan isomerisasi dari umpan n-heptana (Tabel 5.7).[17]

Makin aktif inti asam katalis hidrorengkah makin tinggi pula konversi umpan danmakin baik mutu produk kerosin dan solar, tetapi perengkahan kedua produk utamatersebut menjadi produk samping nafta dan LPG akan naik, sehingga selektivitaskedua produk utama tersebut akan menurun pada proses penghidrorengkahandistilat vakum (Tabel 5.8).[18]

Tabel 5.5Mutu Produk Hidrorengkah Distilat Vakum Minas dan

Kuwait, dan Wax dengan Konversi Umpan sekitar 50 % berat


Racun Katalis Penghidrorengkahan

Produk dari proses penghidrorengkahan n-heptana dengan katalis bifungsionaldengan inti aktif asam Al

2O

3- SiO

2 amorf menurun dengan pemberian racun katalis

n-butil amina pada umpan (Tabe 5.9).[17] Hal ini disebabkan terjadinya netralisasiinti aktif asam tersebut oleh racun amonia dari konversi racun n-butil amina tersebut.Untuk meningkatkan kembali aktivfitas katalis hidrorengkah tersebut diperlukansuatu kenaikan suhu operasi.

Tabel 5.6Pengaruh Inti Aktif Logam Katalis pada Produk dari

Proses Penghidrorengkahan n-Heptana

Tabel 5.7Pengaruh Inti Aktif Asam Katalis pada Produk dari

Proses Penghidrorengkahan n-Heptana

Tabel 5.8Pengaruh Inti Asam Katalis pada Produk dari Proses

Penghidrorengkahan Distilat vakum


5.2.2 Proses Penghidromurnian

Proses penghidropemurnian komponen solar bermutu rendah dengan katalismonofungsional yang mengandung hanya inti aktif logam (Ni-W, Ni-Mo dan Co-Mo) dapat menurunkan kadar hidrokarbon tak jenuh (aromatik dan olefin) dankotoran umpan non-hidrokarbon (sulfur, nitrogen dan oksigen).

Proses penghidromurnian memegang peranan penting dalam peningkatanmutu komponen solar dari hasil rengkahan termal dan katalitik[19] yang bermuturendah.

Penelitian proses penghidropemurnian meliputi pengaruh umpan dan katalisdengan memakai alat catatest unit dan alat autoclave.

5.2.2.1 Umpan Penghidromurnian

Proses penghidropemurnian kerosin dan solar untuk penurunan kadar aromatikdengan katalis Ni-Mo/Al

2O

3 pada alat catatest telah diteliti pada kondisi operasi

temperatur 300 s/d 370oC tekanan 30 kg/cm2 dan H2/HC 400 lt/lt.

Pada temperatur operasi 300oC diamati konversi aromatik dari umpan kerosindan solar masing-masing 1,6.10-2 dan 2,2.10-2 % vol dan energi aktivasi reaksihidrogenasi diamati masing-masing 21,8 dan 17,5 kkal/mol).[20]

Konversi tinggi dari hidrokarbon aromatik dan rendahnya harga energi aktivasireaksi hidrogenasi aromatik dari umpan solar dibanding dengan umpan kerosindiperkiraan disebabkan oleh tingginya kadar relatif diaromatik umpan solar daripadaumpan kerosin. Reaksi hidrogenasi diaromatik tersebut relatif lebih mudah daripadahidrogenasi mono-aromatik.

Hidrodesulfurisasi umpan deasphalted oil berbagai kadar aspaltena dengankatalis Co-Mo/ Al

2O

3 pada temperatur 375oC dan tekanan 100 kg/cm2 telah diteliti

dengan alat autoclave dengan putaran reaktor 200 putaran per menit. Konstantalaju reaksi hidrodesulfurisasi umpan menurun dengan naiknya kadar aspaltenaumpan.[21]

Penurunan konstanta laju reaksi hidrodesulfurisasi umpan berkadar aspaltenatinggi diperkirakan kotoran aspaltena umpan tersebut telah membentuk endapankokas pada permukaan katalis yang menurunkan aktivitas inti aktif logam katalisCo-Mo/Al

2O

3.

Tabel 5.9Pengaruh Racun N-Butil Amina pada Produk Isomer dari Proses

Penghidrorengkahan N-Heptana (% mol)


5.2.2.2 Katalis Penghidromurnian

Hidrogenasi benzena menjadi sikloheksana dengan memakai tiga jenis katalis(Ni-W/Al

2O

3; Ni-Mo/Al

2O

3 dan

Co-Mo/Al

2O

3) pada kondisi operasi temperatur 320

s.d. 370oC, tekanan 30 kg/cm2 dan H2/HC = 8 mol/mol telah diteliti dengan alat

catatest unit.

Konversi relatif aromatik dan energi aktivasi reaksi hidrogenasi benzena dengankatalis Ni-W/Al

2O

3, Ni-Mo/Al

2O

3, Co-Mo/Al

2O

3 adalah masing-masing 2,8, 2,4, 1,4

dan 17,3, 20,9, 23,2 kkal/mol).[22]

Berdasarkan hasil pengamatan reaksi hidrogenasi benzena tersebut, aktivitasinti aktif logam katalis penghidromurnian menurun sebagai berikut: Ni-W/Al

2O

3 >

Ni-Mo/Al2O

3 > Co-Mo/Al

2O

3.

5.3 KESIMPULAN

Selektivitas optimal produk bensin rengkahan katalitik diperoleh denganmemakai katalis perengkahan alumina silikat (Al

2O

3-SiO

2) beraktivitas optimal (equi-

librium catalyst) diperoleh dengan deaktivasi uap dari katalis baru.

Katalis reforming mono-metalik (Pt/Al2O

3-Cl) mempunyai aktivitas inti aktif logam

platina yang relatif tinggi daripada aktivitas inti logam platina dari katalis reformingbi-metalik (Pt-Re/Al

2O

3-Cl) yang berpotensi tinggi menimbulkan reaksi hidrogenolis

yang dapat menurunkan perolehan dan mutu produk reformat. Reaksidehidrosiklinasi parafin naik dengan bertambahnya kadar atom karbon di dalammolekulnya. Deaktivasi inti aktif asam katalis reformasi oleh racun n-butil aminatelah menurunkan reaksi isomerisasi, dehidrosiklisasi dan hidrorengkah dari prosesreformasi katalitik n-parafin.

Mutu produk kerosin (titik asap) dan solar (indeks diesel) dari prosespenghidrorengkahan tiga jenis umpan: distilat vakum Kuwait, distilat vakum Minasdan wax naik dengan naiknya kadar parafin dari umpan tersebut. Reaksi isomerisasiparafin naik dengan naiknya aktivitas inti aktif logam dari katalis bifungsional. Produkhidrorengkah n-heptana naik dengan naiknya aktivitas inti aktif asam katalis.Penurunan aktivitas inti asam oleh racun n-butil amina telah menurunkan produkisomer parafin pada proses penghidrorengkahan n-heptana.

Reaksi hidrogenasi aromatik naik dengan bertambahnya jumlah cincin darimolekul aromatik, sedangkan reaksi hidrodesulfurisasi menurun dengan naiknyakadar kotoran aspaltena, dari umpan. Aktivitas inti logam katalis penghidromurniandiamati menurun dari Ni-W > Ni.Mo > Co-Mo.

DAFTAR PUSTAKA

1. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2005), Peranan Proses Katalitik Dalam PembuatanBahan Bakar Minyak Ramah Lingkungan, Majalah Lembaran PublikasiLemigas, Vol 39, No. 3.

2. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2003), Zeolit Cracking Catalyst, Lemigas ScientificContributions to Petroleum Science & Technology, No. 1.


3. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1989-2000), Current User and Future Challenges ForZeolite in the Indonesian Oil and Gas Processing Industries, Lemigas Scien-tific Contributions to Petroleum Science & Technology, No. 2.

4. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2002), Peranan Proses Perengkahan Katalitik untukPembuatan Bensin Ramah Lingkungan, Majalah Lembaran Publikasi Lemigas,Vol. 36, No. 3.

5. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2002), Pengoptimalan Aktivitas Katalis PerengkahDengan Deaktivasi Uap, Majalah Lembaran Publikasi Lemigas, Vol. 36, No. 1.

6. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1994), Pemanfatan Zeolit Alam Sebagai KatalisPerengkah, PPTM, Bandung.

7. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2005), Role of Catalytic Reforming Process For Gaso-line Production in ASEAN Refineries, Lemigas Scientific Contribution to Petro-leum Science & Technology, Vol. 28, No. 3.

8. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2004), Influence of N.Butyl Amina on the Conversionof Methyl-Cyclopentane and N-Hexane to Benzene Using Mono-and Bi-Metal-lic Reforming Catalysts, Lemigas Scientific Contributions, to Petroleum Sci-ence & Technology, Vol. 27, No. 3 Dec.

9. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2003), Reformasi Katalitik Parafin Rendah MenjadiAromatik dengan Katalis Bifungsional, Majalah Lembaran Publikasi Lemigas,Vol. 37, No. 1.

10. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2004), Influence of Hydrocarbon Compositions ofNaphthha Feed on the Yield and Octane Number of Reformate, Lemigas Sci-entific Contributions, to Petroleum Science & Technology, Vol. 27, No. 1.

11. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1983), Influence of Poison Compounds on the Activ-ity of Mono and Bi-Metallic Reformer Catalysts, Scientific Contribution No. 1.

12. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1998), Reformasi Katalitik Metilsiklopentana MenjadiBenzena dan Heksana dengan Memakai Katalis Reforming Mono dan Bi-Metalik, Seminar Nasional HKI – FMIPA – UI, Depok 7-9 Pebruari.

13. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2005), Pengembangan Proses Pengilangan untukPembuatan Solar Ramah Lingkungan, Majalah Lembaran Publikasi Lemigas,Vol. 39, No. 1/September.

14. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1998/99), Gas Oil Components and the Effects ofthe Changing Gas Oil Quality Requirements, Lemigas Scientific Contribu-tions, to Petroleum Science & Technology, No. 1.

15. PPPTMGB “LEMIGAS”, (2000), Hydrocracking of Heavy Destilllate into CleanDiesel Oil Using Ni-Mo/Al

2N

3-SiO

2 Catalyst, Lemigas Scientific Contributions,

to Petroleum Science & Technology, No. 1.

16. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1987), Influence of the Hydrocarbon Composition ofthe Hydrocracking Feedstocks on the Hydrocracked Products of LubricantBase Stock and Middle Destillate, Lemigas Scientific Contributions, to Petro-leum Science & Technology, No. 3.


17. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1998), Research on the Hydrocracking Catalysts,Lemigas Scientific Contributions, to Petroleum Science & Technology, No. 2.

18. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1994), Influence of the Catalysts Acidity on theHydroconversion of Minas Vacuum Distillate into Middle Distillate, 8th Interna-tional Congress on Catalysis, Berlin, May 8-11.

19. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1998-99), Proses Penghidromurnian UntukPembuatan Solar Ramah Lingkungan, Majalah Lembaran Publikasi Lemigas,Vol. 32, No. 2.

20. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1984), Penghidropemurnian Kerosin dan Solar denganBantuan Katalis Ni-Mo/ Al

2O

3 Diskusi Ilmiah V, PPPTMGB “LEMIGAS”, Jakarta,

24 – 25 April.

21. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1981), Pengaruh Asfaltena pada ProsesHidrodesulfurisasi, Diskusi Ilmiah III, PPPTMGB “LEMIGAS”, Jakarta, 21 – 23April.

22. PPPTMGB “LEMIGAS”, (1984), Pengaruh Sifat Umpan dan Sifat Katalis padaMutu Produk Proses-Proses Hidrokonversi, Diskusi Ilmiah V, PPPTMGB“LEMIGAS”, Jakarta, 24 – 25 April.


BAB 6

PENUTUP

Minyak bumi terdiri atas campuran senyawa yang sangat kompleks, baikhidrokarbon maupun non-hidrokarbon. Pengolahan minyak bumi tersebut menjadiproduk minyak bernilai tinggi sangat dipengaruhi oleh berbagai jenis karakteristikminyak bumi antara lain: kadar fraksi ringan, jenis molekul hidrokarbon, kadarmolekul non-hidrokarbon. Minyak bumi Indonesia cukup bervariasi sifatnya tetapiumumnya ciri minyak bumi Indonesia adalah parafinik berkadar sulfur rendah.

Peningkatan program “langit biru” dalam rangka penurunan emisi gas buangdari kendaraan bermotor, menuntut pula peningkatan persyaratan bahan bakarbensin dan solar, sehingga pembuatan komponen utama bahan bakar tersebutharus memakai proses-proses katalitik berteknologi tinggi.

Komponen utama bensin (high octane mogas component, HOMC) dihasilkandari proses katalitik berikut: proses perengkahan katalitik (cat. cracked gasoline),proses reformasi katalitik (reformat), proses isomerisasi (isomerat), proses alkilasi(alkylate) dan proses kondensasi (polygasoline).

Komponen utama solar diperoleh dari proses penghidrorengkahan (hydroc-racked gasoil) dan proses penghidromurnian (hydrotreated gasoil). Dalam rangkapenurunan kadar aromatik tinggi dan sulfur dari solar hasil proses perengkahantermal, diperlukan proses penghidromurnian dua tahap.

Selektivitas optimal produk bensin rengkahan katalitik diperoleh denganmemakai katalis perengkahan alumina-silikat (Al

2O

3SiO

2) beraktivitas optimal (equi-

librium catalyst). Katalis reforming mono-metalik Pt/Al2O

3-Cl beraktivitas inti aktif

logam platina yang relatif tinggi daripada aktivitas inti logam platina dari katalisreforming bimetalik (Pt-Re/Al

2O

3-Cl) yang dapat menimbulkan reaksi hidrogenolisis,

sehingga produk reformat yang dihasilkannya baik perolehannya maupun mutunyarendah.

Mutu produk kerosin (titik asap) dan solar (indeks disel) dari proseshidrorengkah umpan naik dengan naiknya kadar parafin dari umpan tersebut.Reaksi isomerisasi parafin naik dengan naiknya aktivitas inti aktif logam dari katalishidrorengkah sedang produk hidrorengkah naik dengan naiknya aktivitas inti aktifasam katalis hidrorengkah. Penurunan aktivitas inti asam katalis oleh racun n-butilamina telah menurunkan produk isomer parafin pada proses hidrorengkah n-heptana. Reaksi hidrogenasi aromatik naik dengan bertambahnya jumlah cincindari molekul aromatik tersebut dan reaksi hidrodesulfurisasi menurun dengannaiknya kadar kotoran aspaltena dari umpan. Aktivitas inti logam katalishidropemurnian diamati menurun dari Ni-W > Ni.Mo > Co-Mo.

Kilang Pertamina mengolah minyak bumi dengan kapasitas terpasang sekitar1063 MBCD pada tujuh unit pengolahan untuk pembuatan bahan bakar, bahandasar pelumas, pelarut dan bahan baku proses industri petrokimia. Bensin komersilyang diproduksi terdiri atas tiga jenis yaitu Premium RON-88, Pertamax RON-91


dan dan Pertamax Plus RON-95 dan dua jenis minyak, solar komersial yaitu minyaksolar -48 dan minyak solar -51.

Peningkatan program langit biru telah menuntut pula pengetatan spesifikasiinternasional bensin dan solar yaitu pembatasan kadar hidrokarbon tak jenuh(aromatik dan oleffin) dan sulfur. Kilang Pertamina perlu ditingkatkan konfigurasinyadengan penambahan jumlah dan kapasitas proses-proses katalitik pembuatankomponen-komponen utama dari bensin dan solar agar dapat ditingkatkan jumlahdan mutu bensin solar yang memenuhi persyaratan bahan bakar ramah lingkungan.


B I O D A T A

Abdul Salim Nasution, lahir 12 Oktober 1940 diPadangsidempuan, anak ke-4 dari 14 bersaudaradari Ayah Ali Husin Nasution dan Ibu Hj. FatimahHasibuan. Beliau menikah dengan Nuraini Lubis(1968) dikaruniai satu putra dan dua putri dengantujuh cucu. Pendidikan Dasar hingga Menengah diPadangsidempuan (1947-1961) dan kuliah UGMYogyakarta (1961-1963) dan menyambung keKharkov, Ukraina, Rusia (1963-1967) dan tamatdengan ijazah Master of Science (dengan predikatsangat memuaskan).

Bekerja di Pusdiklat Migas Cepu (1967-1972)dan di PPPTMGB “LEMIGAS” Jakarta dari tahun1972 sampai pensiun pada tahun 2005 padaTeknologi Proses Bidang Riset Konversi

Katalitik.Training bidang proses katalitik dan persiapan laboratorium katalis Lemigasdi IFP-Perancis (1972-1974) untuk berpartisipasi dalam pengembangan kilangminyak Pertamina. Hasil penelitiannya dipublikasi pada majalah ilmiah dan disajikanpada beberapa pertemuan ilmiah nasional dan internasional serta ceramah ilmiahdi beberapa Perguruan Tinggi.

Berpartisipasi pada berbagai Kementerian/Instansi, yaitu PT. Pertamina Cata-lyst Loading/Catalyst Regeneration (Cilacap, 1976), proyek Hydrocracking (Dumai,1979), Aromatic Center (Houston, Amerika Serikat,1982), anggota Tim SeleksiKatalis ARHDM pengawasan penelitian unjuk kerja katalis dan seleksinya darikatalis Chevron, Criterion, Ketjen, dan Srinopec.(Balongan, 2001-2004), danKoordinator survei kegiatan kilang ASEAN pada ASCOPE Refinning Workshop(1993-1997); Perguruan Tinggi, Negeri/Swasta, dan anggota Panitia Penilai JabatanPeneliti Nasional (P2JP) LIPI dan Kementerian ESDM.

Diangkat menjadi Pejabat Fungsional Ahli Peneliti Utama (APU-1985) denganpengukuhan APU (1991) dan pangkat/golongan PembinaUtama/ IV-E (1991).Mendapat Lencana Karya Satya 20 tahun (2000); dan piagam Penghargaan DharmaKarya ESDM Utama (2008), menjadi anggota Profesi PII, HKI, Komite NasionalEnergi dan AICHE, serta terpilih sebagai Who’s Who In Science and Engineeringin America (1999). Saat ini menjadi narasumber PPPTMGB “LEMIGAS” danberbagai konsultan.

Ir. Abdul Salim Nasution, M.Sc., APU.

proses pembuatan bbb solar ramah lingkungan

Documents