Reforming

Disusun :

1. Aryo Juliansyah

2. Ica Khoirunnisa

3. Poppi Vamella Putri

4. Rahmadi Karsana Wijaya

REFORMING

YANG HARUS DIPAHAMI ANTARA LAIN :

Memahami proses reforming

Mengetahui sifat fisik dan kimia bahan baku dan produk

Memahami proses yang dapat dilakukan pada proses reforming.

Mengetahui kegunaan produk pada proses reforming.

PENGERTIAN

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul hidrokarbon yang bermutu kurang baik (rantai karbon lurus) menjadi bensin yang bermutu lebih baik (rantai karbon bercabang).

Contoh :

MACAM-MACAM PROSES REFORMING

Reforming

Reforming Termis

Reforming Katalis

REFORMING TERMIS

Reforming Termis

Proses Polyforming

REFORMING KATALIS

Reforming Katalis

Katalis Unggun Tetap

Katalis Unggun Bergerak

Katalis Unggun

Terfluidisasi

Reforming dengan Recycle

a. Reaktor Tanpa Swing

- Proses Catforming

- Proses Houdriforming

- Proses Platforming

- Proses Sinclair-Baker

- Proses Platinum

b. Reaktor Dengan Swing

- Proses Hydroforming

- Proses Powerforming

- Proses Ultraforming

a. Proses Hyperforming

b. Proses Thermofor

KATALIS UNGGUN TETAP

KATALIS UNGGUN BERGERAK

- Proses Fluid Hydroforming

- Proses Iso-Plus Houdriforming

- Proses Rexforming

KATALIS UNGGUN TERFLUIDISASI

REFORMING DENGAN RECYCLE

SIFAT FISIK DAN KIMIA BAHAN BAKU DAN PRODUK

Naftena

Gambar 1. Siklo-Heksana atau naftena - C6H12

Naftena memiliki sifat antara lain memiliki warna merah kecoklatan, kestabilan yang cukup tinggi, tidak cocok dengan agen dengan oksidasi tinggi , sangat berbahaya apabila dihirup atau dihisap karena mengandung karsinogen. Titik didihnya 70 - 180⁰C

Kontak dengan kulit dapat menyebabkan kekeringan dermatitis.

Beberapa naphta digunakan sebagai :

- Pelarut dry cleaning (pencuci)

- Pelarut karet

- Bahan awal etilen

- Dalam kemileteran digunakan sebagai bahan bakar jet dikenanl sebagai jP-4

KATALIS YANG DIGUNAKAN PADA PROSES REFORMING

KATALIS

MOLYBDENUMPLATINA

PROSES REFORMING

REFORMING TERMIS• Digunakan untuk mengubah molekul melalui penyusunan kembali nafta dan

gasoline berkualitas anti ketuk yang rendah menjadi komponen gasoline yang menpunyai angka oktan tinggi. Produk sekunder dari proses ini meliputi gas – gas olefin untuk umpan polimerisasi dan tar yang digunakan untuk minyak bakar berat.

• Sama dengan umpan reforming katalis, tipe umpan reforming adalah nafta ringan (virgin nafta) yang mempunyai IBP 200 - 250°F dan FBP 300 - 400°F. Gasolin alam dan fraksi perengkahan dapat digunakan sebagai umpan. Suhu keluar pemanas adalah 950 - 1100°F pada tekanan 400 – 1000 psig.

DIAGRAM ALIR PROSES REFORMING TERMIS

PROSES POLYFORMINGBerfungsi untuk mengubah senyawa nafta ringan dan/atau gas oil bersamaan dengan gas-gas ringan (C3 & C4) menjadi mogas beroktan tinggi serta fuel oil.

REFORMING KATALIS• Fungsi utama proses catalytic reforming adalah meng-upgrade naphtha yang

memiliki octane number rendah menjadi komponen blending mogas (motor gasoline) dengan bantuan katalis melalui serangkaian reaksi kimia

• Selain itu, catalytic reforming juga memproduksi by-product berupa hydrogen yang sangat bermanfaat bagi unit hydrotreater maupun hydrogen plant atau jika masih berlebih dapat juga digunakan sebagai fuel gas bahan bakar fired heater. Butane, by-product lainnya, sering digunakan untuk mengatur vapor pressure gasoline pool.

• Kemudian reaksi catalytic reforming sangat ditentukan oleh kandungan paraffin, naphthene, dan aromatic yang terkadung dalam naphtha umpan. Aromatic hydrocarbon yang terkandung dalam naphtha tidak berubah oleh proses catalytic reforming.

KELOMPOK PROSES REFORMING KATALIS

Proses Katalis Unggun Bergerak

Proses Katalis Unggun Diam

Proses Katalis Unggun Terfluidisasikan

PROSES REFORMING UNGGUN BERGERAK• Proses unggun bergerak ini menggunakan reactor tunggal yang berisi katalis. Katalis

yang dipakai adalah campuran oksida logam berbentuk butir atau pellet yang dapat diolah tergantung pada jenis katalis yang digunakan, yaitu mempunyai jarak didih (IBP) sekitar 150 – 175 °F dan FBP 400 – 500 °F

Katalis Unggun Bergerak terdiri dari :• Proses Hyperforming

Proses ini menggunakan katalis kobal-molibdat berbentuk pellet dengan basis alumina yang distabilkan dengan silica. Didalam operasinya, katalis turun bergerak kebawah melalui reactor karena aliran gravitinya dan dikembalikan ke puncak dengan teknik pengangkutan solid yang menggerakan katalis pada kecepatan rendah dan dengan kehilangan karena keausan yang minimu,

Umpan uap nafta dan recycle gas mengalir keatas secara berlawanan arah dengan katalis. Regenerasi katalis dapat dilakukan baik secara eksternal dengan lift vertical atau dengan vessel terpisah. Untuk umpan nafta ringan dan nafta perengkahan yang mempunyai jarak didih 150-4500F dapat menghasilkan komponen bahan bakar motor dengan RON 40-50. Dapat juga dilakukan pemisahan sulphur dan nitrogen.

Stok minyak LGO dapat juga diumpakan untuk memisahkan sulphur dan nitrogen dibawah kondisi hidrogenasi menengah untuk memproduksi minyak diesel premium dan distilat-distilat menengah. Kondisi operasi pada reactor yaitu 800-900 0F pada tekanan 400 psig.

• Proses ThermoforProses ini dikembangkan dan dilesensu oleh Socony Mobil Oil Co tetapi tidak lama dipakai. Proses ini menggunakan katalis sintetis berbentuk butiran terdiri dari krom dan alumina. Kondisi operasi normal pada reactor sekitar 950-10000F pada tekanan 100-200psig, Rasio gas recycle terhadap umpan nafta berkisar antara 3-9 mol.

Regenerasi terjadi pada tekanan atmosfer dan suhu 800-10500F. Katalis mengalir kebawah melalui reactor yang berlawanan arah dengan umpan nafta dan mengalir searah dengan gas recycle. Katalis ditransportasi dari bawah reactor ke puncak regenerator dengan bucket elevator. Yield reformat mempunyai RON 85-95. Pada kondisi normal reformat tersebut direrun untuk memisahkan sejumlah kecil polimer aromatic berat yang berbentuk sekitar 2 % vol.

KATALIS UNGGUN TETAP• Proses Unggun Tetap Dengan Reaktor Tanpa Swing

Proses ini merupakan proses kontinyu menggunakan katalis tipe asam berbentuk pellet mengandung platina (0,01 s/d 1,0% rata-rata 0,5%) dalam alumina atau silica alumina sebagai carrier.

Reaktor Tanpa Swing, terdiri dari :

• Proses Catforming

Proses ini dikembangkan oleh Atlantic Refining Co dimana katalisnya diproduksi oleh Engelhard Industries Inc yaitu platina, alumina, silica-alumina yang mempunyai space velocity tinggi untuk menghasilkan hydrogen dengan kemurnian yang sangat tinggi. Regenarasi untuk memperpanjang umur katalis dilakukan dengan basis block-out dengan campuran udara steam yang encer. Unit catforming pertama dipasang pada kilang McBride Oil & Gas Corp di LaBlanca-Texas pada tahun 1952.

• Proses Houdriforming

Proses ini dilisensi oleh Houdry Process and Chemical Co. Katalisa dapat diregenarasi, jika perlu dalam suatu basis block-out. Suatu unit pengolahan pendahuluan guard case untuk hidrogenasi katalis dengan menggunakan katalis Houdri yang sama digunakan untuk mengolah umpan yang mengandung sulphur yang tinggi. Timbal dan garam-garam tembaga juga dapat dihilangkan pada kondisi operasi yang sedang dari guard case. Unit komersil pertama Houdriformer dipakai oleh Sun Oil Co pada kilang di Marcus Hook-Pennsylvania pada tahun 1953.

• Proses Sinclair-Baker

Proses ini disusun untuk menggunakan katalis Sinclair-Baker RD-150 yang dibuat oleh Engelhard Industries Inc. Katalis ini mengandung 0,6 wt % platina dalam alumina. Katalis ini menghasilkan rasio yang tinggi antara aktifitas siklisasi paraffin dan aktifitas hydrocracking, dan mempunyai kemampuan untuk regenarasi dengan udara encer. Proses Sinclair-Baker yang normal terdiri dari 3 buah reactor yang dipasang seri dengan regenerasi yang dilakukan secara block-out selama 24-72 jam. Unit-unit komersil pertama telah dipasang pada kilang Pure Oil Co di Heath-Ohio dan pada kilang Sinclair di Marcus Hook-Pennsylvania pada tahun 1954.

• Proses Platinum

Proses ini dikembangkan dan dipakai oleh Socony Mobil Oil Co yang aslinya diidentifikasi sebagai saveforming. Proses ini menggunakan reactor unggun tetap dengan katalis platina beroperasi pada tekanan tinggi sekitar 500psig yang secara umum tidak terlalu sering diregenerasi. Instalasi komersil pertama telah dipasang pada kilang Mobil Oil Co di Ferndale-Washington pada tahun 1954.

• Proses Unggun Tetap Dengan Reaktor Swing

Proses ini merupakan proses katalis unggun tetap yang kontinyu. reactor swing yang berfungsi untuk meregenerasi sebagian katalis sementara sebagian lainnya tetap berada dalam stream operasi.

Reaktor dengan Swing, terdiri dari :

• Proses Powerforming

Proses ini dilisensi oleh Esso Research and Engineering Co memakai katalis platina dalam alumina yang ditempatkan dalam 4 atau 5 buah reactor. Tiga atau empat reactor dalam stream, sementara satu reactor sedang diregenerasi dengan teknik khusus menggunakan reactor swing. Siklus dalam satu reactor dari system 4 reaktor memerlukan waktu 3-5 hari. Untuk umpan yang lebih menyenangkan atau untuk keperluan memperbaiki angka oktan menengah maka powerformer dapat dioperasikan pada tekanan tinggi dengan regenerasi katalis yang semi-regeneratif secara block-out setiap 2-6 bulan sekali. Jika diperlukan dapat dilakukan pengolahan pendahuluan dengan hidrogenasi. Unit komersil pertama dari proses ini diinstalasi pada kilang Esso Standard Oil Co di Baltimore-Maryland pada tahun 1955.

• Proses Ultraforming

Proses ini dilisensi oleh Standard Oil Co of Indiana, merupakan reforming tekanan rendah dengan katalis platina 0,6% dalam alumina. Regenerasi katalis dalam reactor akan memulihkan aktifitas katalis tanpa menghentikan operasi unit. Reformat yang dihasilkan dari unit komersil mempunyai RON diatas 100 dengan umpan nafta dari Gulf Coast pada yield C5+ sekitar 75% vol. Instalasi Ultraforming komersil yang pertama dipasang pada kilang American Oil Co di El Dorado – Arkansas pada tahun 1954.

REAKSI-REAKSI YANG TERJADI DI CATALYTIC REFORMING

Reaksi-reaksi yang terjadi di catalytic reforming adalah sebagai berikut :

CATALYTIC REFORMING CATALYST DUAL FUNCTION BALANCE

• Pada proses catalytic reforming, sangat penting untuk meminimumkan reaksi hydrocracking dan memaksimumkan reaksi dehydrogenation dan dehydrocyclization.

• Balance ini dijaga dengan pengendalian H2O/Cl yang tepat selama siklus katalis semi-regeneration dan dengan menggunakan teknik regenerasi yang tepat. Fase uap H2O dan HCl berada dalam kesetimbangan dengan permukaan chloride dan kelompok hydroxyl.

• Terlalu banyak H2O dalam fase uap akan memaksa chloride dari permukaan katalis keluar dan menyebabkan katalis menjadi underchloride (fungsi acid dalam katalis tidak dapat dijalankan dengan baik), sedangkan terlalu banyak chloride dalam fase uap akan menjadikan katalis overchloride yang juga tidak baik untuk katalis (fungsi metal dalam katalis tidak dapat dijalankan dengan baik).

CATALYST UNLOADING UNTUK FIXED BED CATALYTIC REFORMER

Prosedur unloading untuk catalytic reformer-CCR lebih susah dibandingkan prosedur unloading untuk fixed bed catalytic reformer. Beberapa hal yang perlu diperhatikan saat melakukan catalyst unloading untuk catalytic reformer-CCR adalah sebagai berikut :

• Jangan pernah membiarkan udara masuk ke dalam reactor karena akan menyebabkan spontaneous combution.

• Jangan pernah membuka top dan bottom reaktor secara bersamaan karena akan menciptakan natural chimney draft effect yang akan menarik udara masuk ke dalam reactor.

• Selama unloading, reaktor harus dijaga dalam kondisi inert dengan menggunakan nitrogen blanketting sehingga katalis tidak berkontak dengan udara.

• Jika timbul pyrite dalam reaktor selama proses unloading, maka naikkan supply nitrogen semaksimal mungkin, jangan pernah menggunakan air untuk memadamkannya, karena dapat merusak struktur katalis dan internal reaktor.

CATALYST LOADING UNTUK FIXED BED CATALYTIC REFORMER

• Terdapat 3 metode catalyst loading untuk catalytic reformer-CCR, yaitu:• Reactor by reactor loading procedure• Entire Reactor Stack Loading Procedure• Pneumatic Catalyst Loading Procedure

• Karena prosedur ketiga metode catalyst loading di atas sangat rumit dan sangat technical, maka ketiga metode catalyst loading tersebut tidak akan diuraikan disini.

CATALYST POISONBeberapa racun katalis catalytic reforming adalah sebagai berikut :

• Sulfur

• Nitrogen

• Water

• Metal

• High feed end point

FEED DAN PRODUK CATALYTIC REFORMING UNIT

• Feed unit catalytic reforming adalah heavy naphtha yang berasal dari unit naphtha hydrotreating yang telah mengalami treating untuk menghilangkan impurities seperti sulfur, nitrogen, oxygen, halida, dan metal yang merupakan racun bagi katalis catalytic reforming. Boiling range umpan heavy naphtha antara 70 s/d 150 oC.

• Produk unit catalytic reforming berupa high octane motor gasoline component (HOMC) yang digunakan sebagai komponen blending motor gasoline. Produk unit catalytic reforming ini mempunyai RONC > 95 dan bahkan dapat mencapai RONC 100. Produk lain adalah LPG dan byproduct hydrogen. Produk LPG dikirim ke tangki produk (jika sudah memenuhi spesifikasi produk LPG) atau dikirim ke unit Amine-LPG recovery terlebih dahulu. By product hydrogen dikirim ke unit hydrotreater dan hydrogen plant

Variabel Proses Catalytic Reforming UnitBeberapa variabel proses yang berpengaruh pada operasi Catalytic Reforming adalah sebagai berikut :

• Catalyst Type

• Temperatur Reaksi

• Space Velocity

• Reactor Pressure

• Hydrogen/Hydrocarbon Ratio

• Troubleshooting

BEBERAPA CONTOH PERMASALAHAN, PENYEBAB, DAN TROUBLESHOOTING YANG TERJADI DI CATALYTIC REFORMING UNIT DAPAT DILIHAT DALAM TABLE BERIKUT INI :

PROSES REFORMING UNGGUN TERFLUIDISASIProses reforming katalis menggunakan unggun terfluidisasi dari katalis padat, merupakan suatu proses regenerasi yang sinambung dengan reactor terpisah ataupun terintegrasi untuk menjaga aktifitas katalis dengan cara memisahkan kokas dan sulfur.

Katalis yang digunakan adalah molibdat 10% dalam alumina yang secara material tidak dipengaruhi oleh arsen, besi, nitrogen atau sulfur dalam jumlah normal. Kondisi operasi dalam reaktor sekitar 200 – 300 psig dan suhu 900 - 950°F pada space velocity 0,3 – 0,8/jam. Kecepatan gas daur ulang adalah 4000 – 6000 scf/barel umpan dengan nisbah berat antara katalis dan minyak adalah 0,5 – 1,5. Kondisi regenerasi yang digunakan adalah 210 – 310 psig dan suhu 1000 - 1100°F.

PROSES REFORMING DENGAN RECYCLEProses Iso-Plus Houdriforming

Proses ini merupakan suatu proses kombinasi menggunakan houdriformer yang konvensional, beroperasi pada kondisi yang menengah dan keras bersama dengan salah satu dari tiga alternative berikut ini :

• Reforming katalis konvensional plus ekstraksi aromatic dan memisahkan katalis dari rafinat aromatic (lihat Gbr 11-10a)

• Reforming katalis konvensional plus ekstraksi aromatic dan recycle rafinat aromatic ke reformer (lihat Gbr 11-10b)

• Reforming katalis konvensional diikuti dengan reforming termis dan polimerisasi katalis dari pada olefin-olefin C3 dan C4 yang berasal dari reforming termis (lihat Gbr 11-10c).

• Proses RexformingProses ini merupakan proses kombinasi menggunakan proses platforming dan proses ektstraksi aromatic dimana rafinat yang mempunyai angka oktan rendah di recycle kembali ke platformer. Umpan nafta ringan yang berjarak didih 200-4000F dapat diumpankan untuk memperoleh yield sekitar 80% vol rafinat dengan RON 98-100. Kondisi operasi pada seksi reforming karena adanya recycle dapat lebih rendah 5000F dari platforming konvensional dan digunakan space velocity yang lebih tinggi.

Pada proses ini pembentukan gas dan kokas yang berlebihan dapat dihindari dengan menyerang keseimbangan antara reaksi hidro-siklisasi dan reaksi hydrocracking. Pada seksi ekstraksi aromatic, solven yang digunakan sama dengan yang digunakan pada ekstraksi Udex yaitu glikol yang dirancang kurang selektif

Ekstrak yang dihasilkan berupa isoparafin maupun aromatic mempunyai titik didih rendah dan angka oktan yang tinggi. Proses ini dilisensi oleh UOP Co. Unit komersil pertama telah dibangun pada kilang Aurora Gasoline Co (sekarang Marathon Oil Co) di Detroit-Michigan pada tahun 1956.

DIAGRAM ALIR REXFORMING

KEGUNAAN PRODUK

• Produk yang dihasilkan dari proses reforming ini yaitu berupa komponen hidrokarbon yang mempunyai oktan tinggi untuk blending mogas atau avgas seperti gasolin, atau digunakan untuk bahan baku petrokimia yaitu pengolahan aromatik untuk memproduksi BTX (benzene-toluene-xylene).

• Gasolin atau bensin digunakan sebagai bahan bakar motor, bahan bakar penerbangan bermesin piston, umpan proses petrokomia.