MEROX

MEROXUnit Merchaptane Oxydation / Merox (1600)

Feed: Kerosese ex CDU 1 (Column Destilation Unit 1)Kapasitas: Lama : 1970 ton/stream day: Baru : 2119 ton/stream dayTujuan: memproduksi avtur dengan mengoksidasi mercaptane menjadi DisulfidaGaris Besar Operasi :Kerosene dikontakan dengan NaOH untuk mengambil H2S kemudian dioksidasi dengan udaraHal ini bertujuan untuk mengubah mercaptane menjadi disulfida yang tak berbau dan tidak terlalu korosifSpesifikasi Produk :Tidak ada kandungan air pada suhu 30oCFlash point, oCmin38Sulfur mercaptane, wt ppmmax10Sg 60/60oCmin 0,77 max 0,81IBP, oCmin 140FBP, oCmax 250

Proses MEROXAliran Proses :Jet fuel feed > caustic prewash>fix bed reactor > caustic settler > water wash > salt bed > clay bed> avtur storageUdara > kompresor > KO drum > Fix bed reactor

Pretreatment

Tujuannya adalah untuk mengambil H2S atau asam naphthenik pada umpan, sebab bisa bereaksi dengan NaOH pada unggun katalis yang dapat mengurangi aktivitas katalis. Selain itu, pencucian kerosene dengan kaustik konsentrasi rendah dapat mencegah terbentuknya emulsi. Kerosene dari CDU I masuk ke caustic prewash drum 16V-1 untuk dikontakkan dengan NaOH 2Be, yang digunakan untuk mengekstrasikan merchaptan. Dari 16V-1, kerosene masuk ke sand filter 16C-1 untuk mengambil senyawa caustic dan zat pengotor.

a. Sweetening

Yaitu proses oksidasi mercaptan menjadi disulfide. Reaktor yang digunakan adalah fixed bed dengan katalis activated charchoal yang ditambah merox catalyst dan dibasahi dengan NaOH. Katalis diabsorbsi ke unggun dengan dilarutkan dengan metanol. Agar kondisi unggun tetap dalam suasana basa, unggun dijenuhkan secara teratur dengan NaOH setiap 5-10 hari. Kerosene dari 16V-1 dicampur dengan udara bertekanan pada air mixer 16M-1 lalu masuk ke Merox reaktor 16R-1. Umpan masuk dari puncak melalui distributor dan mengalir lewat unggun untuk mengoksidasi mercaptan disulfid.

b. Post Treatment

Kerosene dicuci dengan air untuk mengambil sisa kaustik dan surfactant. Kerosene kemudian dibebaskan dari air pada salt dryer dan dilewatkan pada clay treater untuk mengambil tembaga dan surfactant yang tidak larut dalam air. Proses ini bertujuan untuk memperbaiki warna produk akhir agar sesuai dengan spesifikasi. Dari reaktor, kerosene dikirim ke caustic settler 16V-4 untuk mengendapkan senyawa kaustik. Kerosene bebas senyawa kaustik kemudian masuk ke water wash drum 16V-5, lalu masuk ke salt filter 16C-2 dan clay filter 16C-3 untuk menyingkirkan kontaminan dari air tahap akhir agar sesuai dengan spesifikasi jet fuel.

1. Reaktor

Suatu alat proses tempat di mana terjadinya suatu reaksi berlangsung, dari suatu bahan berubah ke bentuk bahan lainnya yang terjadi dengan sendirinya atau dengan bantuan energi seperti panas. Reaktor Merox yang digunakan pada Unit 1600 di FOC I merupakan jenis Sweetening Minalk Process Reactor. Seperti yang sudah dijelaskan, bahwa reaktor ini memiliki fixed bed dan membutuhkan kaustik untuk mempertahankan suasana basa dalam reaktor. Sistem Minalk Process Reactor memungkinkan efisiensi penyerapan kaustik dari hidrokarbon secara maksimal sehingga tidak dibutuhkan lagi penyerapan dengan karbon aktif setelahnya. Selain tipe sweetening, ada pula tipe extracting untuk reaktor merox.

Gambar 1. Reaktor Fixed Bed

Gambar 2. Merox Reactor

Gambar 3. Katalis activated charcoal

Kelebihan fixed bed reactor a) Lifetime katalis lebih panjang b) Tidak membutuhkan operator yang banyak c) Hasil dari spent kaustik yang kontinyu sedikit d) Modal dan biaya perawatannya lebih murah. Kekurangan fixed bed reactor a) rate transfer massa dan transfer panas rendah b) pemindahan katalis sangat sulit dan memerlukan shut down alat c) konversi lebih rendah

Cara kerja reaktor ini adalah reaksi oksidasi untuk mengubah senyawa merkaptan dalam kerosene menjadi disulfida pada avtur yang tidak korosif. Proses ini menggunakan katalis iron group metal chelate dalam suasana basa. Proses ini bertujuan untuk mendapatkan produk kerosene yang sesuai dengan sepesifikasi aviation fuel (avtur).

Reaksi oksidasi mercaptan dengan udara secara keseluruhan adalah sebagai berikut

Mercaptan dengan berat molekul lebih rendah larut ke NaOH. Reaksi yang terjadi:

Reaksi ini dilakukan pada suhu yang rendah dan suasana basa. Kemudian merchaptan dioksidasi dengan reaksi sebagai berikut :

Evaluasi Kinerja Katalis Analisa laboratorium akan kandungan sulfur, nitrogen, dan olefin pada produk.

Jika kandungan sulfur, nitrogen, dan olefin naik pada temperature inlet raktor dengan kapasitas dan komposisi yang sama, maka kinerja katalis sudah mulai menurun dan untuk menjaga kandungan sulfur, nitrogen dan olefin yang sama maka temperature inlet reactor harus dinaikan.

Perubahan suhu. Reaksi oksidasi pada MEROX adalah reaksi eksotermis. Berdasarkan tinjauan thermodinamika, indikasi tingkat konversi atau aktivitas dari suatu reaksi atau katalis berbanding lurus dengan besarnya panas yang dihasilkan oleh reaksi tersebut. Apabila perubahan suhu inlet raktor dengan outlet reaktor mulai menurun maka hal ini menunjukan panas yang dihasilkan reaksi tersebut menurun dan mengindikasikan penurunan konversi atau penurunan aktivitas katalis.

Perubahan tekanan (Pressure drop).

Perubahan pressure drop pada reactor terjadi karena adanya impurities yang mengendap pada permukaan katalis. Secara umum, impurities ini terjadi karena feed mengandung senyawa hasil cracking yang sangat besar atau feed berasal dari tangki penyimpanan yang tidak dilengkapi dengan gas/nitrogen blanketing sehingga feed akan bereaksi dengan oksigen dan akan membentuk gums pada permukaan katalis

faktor-faktor yang mempengaruhi laju deaktivasi katalisCaustic Soda

Reaktor terdapat satu bed activated charcoal yang diselubungi dengan catalyst dan dibasahi dengan larutan caustic soda berdasarkan disain adalah 15 % settler volume. Penggantian dengan fresh caustic soda secara periodik sangat membantu untuk menaikkan efektivitas katalyst.

Reactor Operating Temperature

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada suatu rekasi yang berlangusng dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar dan sebaliknya. Suhu reaktor sesuai disain adalah 40 50C.

Tekanan Sistem Unit Merox

Tekanan sistem sesuai disain adalah 3,5 kg/cm2, akan berpengaruh pada sifat kelarutan (solubility) udara pada stream umpan. Dengan solubility udara yang rendah akan menyebabkan terbentuknya ruang gas pada reaktor yang berpotensi terjadinya channeling sehingga dapat menyebabkan berkurangnya luas permukaan kontak katalis.

Disain Umpan Desain umpan ini dipengaruhi oleh komposisi dalam umpan yang mempengaruhi kondisi operasi proses, berikut desain secara umum untuk kerosene.