PETROLEUM REFINING PROCESS (PROSES PENGILANGAN MINYAK BUMI)

Sejarah Proses Industri Minyak Bumi Proses Distilasi Teknik distilasi atmosferik sederhana untuk produksi kerosin (produk samping tar dan nafta). Perkembangan selanjutnya dengan distilasi tekanan vakum. Proses Perengkahan Termal Dikembangkan pada 1913 (selama PD II) untuk suplai bahan bakar berupa kerosin. Tidak mencukupi kebutuhan bahan bakar. Proses Katalitik Latar belakang karena kebutuhan bahan bakar dengan angka oktan tinggi. Pengembangan proses perengkahan termal dengan menggunakan katalis. Contohnya reaksi alkilasi (awal 1940) Proses Treatment Meliputi treatment fisika dan kimia untuk menghilangkan pengotor dan senyawa non hidrokarbon. Pengembangan ke proses reforming untuk menghasilkan produk berkualitas.

Fungsi Umum Proses Refinery Separating the many types of hydrocarbon present in crude oils into fractions of more closely related properties Chemically converting the separated hydrocarbons into more desirable reaction products Purifying the products of unwanted elements and compounds Fungsi Umum Proses Refinery

PROSES DASAR REFINING PEMISAHAN: Fraksinasi Distilasi KONVERSI: Dekomposisi Unifikasi (Alkilasi Dan Polimerisasi) Alterasi (Rearrangement) TREATMENT: Desalting Dewatering Drying Hydrodesulfurizing Sweetening Solvent extraction FORMULASI DAN BLENDING: Additive mixing Finishing Refining process: rangkaian proses fisika maupun kimia untuk meningkatkan nilai ekonomis minyak bumi mentah

Skema pengilangan (refinery)

Titik didih fraksi minyak mentah Fraction Boiling range °C °F Light naphta -1 – 150 30 – 300 Gasoline -1 – 180 30 – 355 Heavy naphta 150 – 205 300 – 400 Kerosene 205 – 260 400 – 500 Light gas oil 260 – 315 400 – 600 Heavy gas oil 315 – 425 600 – 800 Lubricating oil >400 >750 Vacuum gas oil 425 – 600 800 – 1000 Residuum >510 >950

Tahapan Proses Refining 1. Desalting and Dewatering Process 2. Distillation Process (Proses Distilasi) 3. Cracking Methods (Metode Perengakahan) Thermal cracking (perengkahan termal) Catalytic cracking (perengkahan katalitik) 4. Reforming Methods 5. Alkilation (alkilasi) 6. Hydroprocessing Tahapan Proses Refining

Desalting and Dewatering Process Menghilangkan air dan komponen-komponen air laut yang bercampur dengan minyak mentah selama proses recovery

Teknik Distilasi Distilasi batch: Prinsipnya terjadi kesetimbangan fasa gas-cair pada saat campuran dipanaskan Proses lama Butuh volume umpan (feed) yang besar Distilasi Kontinu: Kemurnian lebih tinggi Prose berlangsung terus menerus

Unit Distilasi Atmosferik Proses Distilasi Unit Distilasi Atmosferik

Diameter tower lebih besar daripada unit atmosferik yaitu 14 m Proses Distilasi Unit Distilasi Vakum Kebutuhan untuk pemisahan produk-produk kurang volatil seperti minyak pelumas tanpa harus melalui proses cracking (perengkahan) Tekanan 50 – 100 mmHg dibandingkan tekanan distilasi atmosferik yaitu 760 mmHg Diameter tower lebih besar daripada unit atmosferik yaitu 14 m

Distilasi Azeotrop dan Distilasi Ekstraktif Mengakomodasi kebutuhan produk-produk minyak bumi yang spesifik. Digunakan untuk pemisahan dua komponen yang memiliki perbedaan volatilitas sangat kecil dengan penambahan “entrainer” “Entrainer”: komponen yang dapat membentuk azeotrop dengan azeotrop lain

Skema diagram distilasi fraksinasi minyak bumi

Perengkahan 1. perengkahan termal 2 Perengkahan 1. perengkahan termal 2. perengkahan katalitik Perbedaan: Mekanisme perengkahan Energi yang dibutuhkan Selektivitas produk yang besar

Thermal cracking (Perengkahan Termal) Digunakan secara komersial untuk produksi minyak dari batu bara. Awal pengembangan dari cracking distillation (distilasi perengkahan) yaitu metode/cara produksi produk minyak bobot molekul rendah (kerosin) dari bahan non volatil fraksi berat. Metode thermal cracking dikembangkan awal tahun 1900 untuk produksi gasolin dari fraksi berat hasil proses distilasi. Menggunakan temperatur operasi pada 455 – 540 °C (850 – 1005 °F) pada tekanan 100 – 1000 psi Thermal cracking merupakan dekomposisi termal di bawah tekanan suatu senyawa atau campuran senyawa hidrokarbon rantai panjang menjadi molekul hidrokarbon yang lebih kecil.

Visbreaking (viscocity breaking) Digunakan untuk mengurangi viskositas residu agar produknya memenuhi spesifikasi bahan bakar minyak(fuel oil) Alternatifnya residu dicampurkan dengan produk minyak BM lebih rendah untuk menghasilkan BBM dengan viskositas yang sesuai Proses konversi bukan tujuan utama Residu minyak bumi dipanaskan dalam furnace pada T = 470 - 495 °C (880 - 920 °F) dengan tekanan luar 50 - 200 psi Menghasilkan gasolin kualitas rendah dan tar Visbreaking (viscocity breaking)

A soaker visbreaker

Prinsip Reaksi FCC katalis

Keuntungan perengkahan katalitik Menghasilkan produk gasolin dengan angka oktan lebih tinggi Produk gasolin perengkahan katalitik terdiri atas banyak isoparafin dan senyawa aromatik yang memiliki angka oktan tinggi dan stabilitas kimia yang lebih besar dari mono-olefin dan di-olefin yang ada pada sebagian besar produk gasolin perengkahan termal Mayoritas propana dan butana, lebih sedikit metana, etana, dan etilena Kandungan sulfur yang lebih rendah Menghasilkan lebih sedikit residu (tar) dan lebih banyak gas oil dibandingkan perengkahan termal Keuntungan perengkahan katalitik

Ringkasan proses katalitik 1. Kondisi operasi Katalis padat bersifat asam (silika-alumina, zeolit, dll) 480 – 540 °C (900- 1000 °F) 10-20 psi Katalis dapat diregenerasi/diganti 2. Bahan baku Minyak gas dan residu Residu dihilangkan kandungan garam atau logamnya Residu dihilangkan komponen BM tinggi (aspal) 3. Produk Produk dengan BM lebih rendah dari bahan baku Gas (tergantung bahan baku dan parameter prosesnya) Isoparafin Coke (tertinggal di katalis) 4. Variasi Fixed bed Moving bed Fluidized bed Ringkasan proses katalitik