catalytic reforming and isomerization

CATALYTIC REFORMING AND ISOMERIZATIONKELOMPOK 3 :Nadia Ayu Prasetyarni (1006808840)Maulana Abdul Rasyid (1006808613)Akbar Jati ( 1006806980)Randy Anggrinay (1006809061)Edo Agunganugrah (1006807762)

REACTIONSReaksi – reaksi yang diinginkan dalam catalytic reformer

mengarah pada pembentukan aromatik dan parafin

adalah sebagai berikut :

1. Parafin yang diisomerisasi dan dikonversi ke

naphtenes selanjutnya dikonversi menjadi aromatik

2. Olefin jenuh untuk membentuk parafin yang

kemudian bereaksi seperti pada (1)

3. Naphtenes diubah menjadi aromatik

4. Aromatik yang tersisa pada dasarnya tidak berubah

Reaksi yang tidak diinginkan:

1. Dealkilasi isomer pada naphtenes dan

aromatik untuk membentuk butana

dan parafin ringan

2. Cracking dari parafin dan naphtenes

untuk membentuk butana dan parafin

ringan

DEHYDROGENASI REACTIONS

Endotermik

Menyebabkan penurunan temperatur

saat reaksi berlangsung

Laju reaksi tinggi

H/C rendah

Reaksi Dehydrogenasi Utama :

1. Dehydrogenasi alkilsikloheksana menjadi aromatik

2. Dehydroisomerisasi alkilsiklopentana menjadi aromatik

3. Dehydrocyclization parafin menjadi aromatik

Aromatik memiliki densitas cairan lebih

tinggi dari parafin atau naphtenes

dengan jumlah atom karbon yang sama.

1 volume parafin menghasilkan 0.77

volume aromatik

1 volume naphtenes menghasilkan 0.87

volume aromatik

Produk aromatik dapat ditingkatkan

dengan:

1. Suhu tinggi ( tingkat rx meningkat,

mempengaruhi kesetimbangan kimia)

2. Tekanan rendah (menggeser

kesetimbangan ke kanan)

3. Kecepatan rendah

ISOMERIZATION REACTIONS Isomerisasi parafin dan siklopentan

biasanya terbentuk pada produk oktan

yang lebih rendah dari pada konversi

aromatik

Reaksi terjadi cepat dengan efek panas

yang kecil

1. Isomerisasi normal parafin → isoparafin

2. Isomerisasi alkilsiklopentan → siklohexan + konversi subsquent → benzen :

Produk isomerisasi ditingkatkan

dengan:

1. Temperatur tinggi (dengan

meningkatkan laju reaksi)

2. Velocity rendah

3. Tekanan rendah

HYDROCRACKING REACTIONS

Eksotermik

Dihasilkan pada produk liquid ringan dan

gas

Reaksi relatif lambat

Reaksi ini melibatkan perengkahan dan

penjenuhan parafin

Konsentrasi parafin menentukan tingkat

reaksi hydrocracking namun fraksi isomer

diproduksi dalam jumlah berat molekul

Produk hydrocracking ditingkatkan

dengan :

Temperatur tinggi

Tekanan tinggi

Velocity rendah

Feed Preparation Bahan aktif dalam catalytic reforming yang

paling katalisator adalah platinum

Logam tertentu, hidrogen sulfida, ammonia, nitrogen organik dan senyawa sulfur akan menonaktifkan katalis

Feed retreating: hydrotreating, digunakan untuk menghilangkan bahan-bahan di atas

Feed Preparation

Hydrotreater (katalis kobalt-molibdenum )fungsi mengkonversi:

-sulfur organik -> hidrogen sulfida -senyawa nitrogen -> amonia

kemudian dikeluarkan dari sistem dengan hidrogen yang tak bereaksi

Hidrogen yang dibutuhkan untuk hydrotreater diperoleh dari catalytic reformer

Proses Catalytic Reforming

Proses reformasi diklasifikasikan sebagai:- kontinyu- semiregenerative - sikliktergantung pada frekuensi regenerasi katalis

Proses reforming semiregenerative adalah tipikal dari operasi reforming fixed-bed reaktor.

Proses Kontinyu

Proses Kontinyu

Peralatan dirancang untuk memungkinkan pengambilan dan penggantian katalis selama operasi normal.

katalis dapat diregenerasi terus menerus dan dipertahankan pada aktivitas tinggi

Katalis baru regenerasi dimasukkan dari atas reaktor atas antara dua silinder konsentris perforated, mengalir dengan gaya gravitasi

Proses Kontinyu

Reaktan dimasukan di luar silinder luar dan mengalir radial melalui katalis ke pusat silinder bagian dalam

Sebagian katalis yang sudah berusia diambil dari bagian bawah reaktor terendah dan dikirim ke regenerator eksternal di mana karbon dibakar dari katalis

katalis berkurang dan diasamkan sebelum dikembalikan ke reaktor atas

Proses Kontinyu

keuntungan utama: kemampuan untuk mempertahankan aktivitas dan selektifitas katalis tinggi oleh regenerasi katalis yang kontinyu

Keuntungan harus dievaluasi: biaya modal yang lebih tinggi dan biaya operasi yang lebih rendah karena rendahnya tingkat daur ulang hidrogen

Proses Semiregenerative

Proses Semiregenerative

Keuntungan: biaya modal minimum

Regenerasi memerlukan unit yang akan diambil off-stream

Regenerasi diperlukan pada interval 6 sampai 24 bulan, tergantung pada beratnya operasi

Proses Semiregenerative

Tinggi rates hidrogen daur ulang dan tekanan operasi yang digunakan untuk meminimalkan coke yang terbentuk dan konsekuensi hilangnya aktivitas katalis

Proses reforming semiregenerative tipikal dari operasi reforming fixed-bed reaktor

Proses Siklik Memiliki swing reactor tambahan pada on-stream

di mana katalis dapat diregenerasi tanpa mematikan unit bawah

Ketika aktivitas katalis dalam salah satu reaktor on-stream turun di bawah tingkat yang diinginkan, reaktor diisolasi dari sistem dan digantikan oleh swing reaktor.

Katalis dalam reaktor yang diganti kemudian diregenerasi dengan mengalirkan udara panas ke dalam reaktor untuk membakar karbon dari katalis

Proses Siklik Setelah regenerasi, reaktor digunakan untuk

menggantikan reaktor berikutnya yang membutuhkan regenerasi.

regenerasi biasanya dilakukan pada 24 atau 48 jam siklus

sebuah reaktor cadangan disediakan sehingga regenerasi dapat dicapai saat unit masih on-stream

mahal tapi menawarkan keuntungan operasi tekanan rendah dan yield reformate yang lebih tinggi pada severity yang sama.

REFORMING CATALYST Umumnya berupa katalis Logam mulia Platinum: paling banyak dipergunakan.

Memiliki aktivitas yang tinggi dalam proses hidrogenasi, dehidrogenasi, oksidasi, dll.

Didukung dengan basa silika atau Alumunium silika, Alumina Klorinat

Mencegah adanya produk asam pada reaksi isomerisasi, hydrocracking dan cyclization.

Biasanya merupakan katalis pertama yang dipilih sebelum memperoleh katalis yang lebih tepat.

Paduan Platinum atau Rhenium ( kestabilan tinggi dan mampu beroperasi pada tekanan rendah).

200 barrel feedstock / pound katalis pada tekanan tinggi

AKTIFITAS KATALIS

Fungsi sebagai luas permukaan, volume

pori , kandungan klorin dan platinum

aktif

Hadirnya COKE dan Hilangnya Klorida:

Menurunkan aktivitas katalis

Regenerasi : Pembakaran temperatur

tinggi terhadap karbon (coke)

dilanjutkan dengan Clorination

MASA AKTIF KATALIS Pada proses semiregenerative:

Mampu beroperasi pada 6- 24 bulan

Pengoperasian temperature tinggi mampu

memperpanjang masa aktif katalis

Operasi normal dengan regenerasi in-situ:

3 kali pemakaian sebelum dikembalikan

dan diolah lebih lanjut oleh vendor

(supplier)

BENTUK KATALIS

Pada Fix bed reactor:

Silinder dengan diameter 1/32 – 1/16 inci

(0.8 -1,6 mm) dan panjang 3/16 inci(5mm)

Pada unit Continuous reactor:

Spiral dengan diameter 1/32 – 1/16 inci

( 0.8 -1.6 mm)

Desain Reaktor

Fixed Bed Reactor Fixed Bed Reactor katalitik didefinisikan sebagai suatu

tube silindrikal yang diisi dengan partikel-partikel katalis.

Reactor fixed bed digunakan untuk semiregeneratif dan pembentukan siklik katalitik dalam beragam ukuran dan detail mekaniknya.

Reactor yang sama digunakan pula untuk hydrotreating isomerisasi dan hydrocracking.

Selama operasi, gas atau liquid atau keduanya akan

melewati tube dan partikel-partikel katalis, sehingga akan terjadi reaksi.

Teori Reaksi Katalitik Gas-Liquid :

A(g) + B(l) → C

Reaktan A (gas) bereaksi dengan reaktan B yang merupakan liquid non-volatil dengan katalis padat.

Contoh Fixed Bed Reactor

Fixed Bed Reactor tipe SPM-2300

ISOMERISASI Angka oktan dari LSR naphtha [C5-180°F

(C5-82°C)] dapat ditingkatkan dengan

proses isomerisasi dengan mengkonversi

normal parafin ke isomer

RON dari LSR dapat ditingkatkan dari angka

70 menjadi 82-84, jika komponen normalnya

merupakan recycle dapat mencapai 87-93

RON

Temperatur reaksi berkisar antara 200–400°F (95–

205°C) dan diharapkan pada temperatur tertinggi

karena pada temperatur rendahnya konversi

kesetimbangan ke isomer bertambah

Sehingga jika operasi pada temperatur rendah

dibutuhkan katalis yang sangat aktif untuk laju

reaksi yang optimal

Katalis yang tersedia untuk isomerisasi mengandung

platinum dengan berbagai dasar (tipe)dan sebagian

membutuhkan penambahan chloride organik

sehingga menjadi hidrogen chloride

Tipe katalis kedua menggunakan

molecular sieve yang tahan terhadap

masukan yang mengandung saturated

water,

Tipe katalis ketiga mengadung platina

yang disokong novel metal oxide

sebagai dasar

Semua katalis tipe baru ini dapat

diregenerasi dan waktu pakainya

berkisar 3 tahun

Berikut adalah rangkuman konversi untuk LSR, nilainya berdasarkan berat relatif dan tidak memperhitungkan loss yg terjadi

Jika normal pentane di produk reaktor dipisahkan dan

di recycle RON dapat ditingkatkan 3 angka (83 ke 86

RONC).

Jika kedua normal pentane dan normal hexane di

recycle RON produk dapat ditingkatkan dari 87 ke 90

Separasi dari “normal” dapat dipisahkan dengan cara

fraksionasi atau adsorpsi fasa uap di molecular sieve

bed

Hydrocracking dapat terjadi dalam proses yang

mengakibatkan loss dari gasoline dan menghasilkan

produk ringan

SEKIANTERIMA KASIH