Spesifikasi Bahan Bakar Minyak Jenis Bensin (Dirjen Migas)

Bensin merupakan bahan bakar mesin piston pembakaran dalam (internal combustion engine). Bensin dihasilkan dari fraksi naphta hasil distilasi minyak bumi. Dalam menghasilkan produk bensin, straight run naphta (hasil proses distilasi atmosferis) tidak hanya langsung keluar sebagai produk bensin namun masih akan mengalami  proses lanjutan yang pada dasarnya bertujuan untuk meningkatkan angka oktan dan kualitas pembakaran lainnya agar memenuhi spesifikasi yang dipersyaratkan. Salah satu proses yang jamak terdapat di berbagai unit pengolahan termasuk di kilang Pertamina adalah unit platforming. Pada unit platforming tersebut terjadi proses konversi komponen sweet naphta (naphta yang telah melalui proses hydrotreating) menjadi HOMC (High Octane Mogas Component) yang memiliki angka oktan hingga 98. Produk dari unit ini pada akhirnya akan dicampur (blending) dengan komponen mogas (bensin) lainnya yang memiliki oktan lebih rendah hingga diperoleh produk bensin sesuai grade yang telah ditetapkan oleh Dirjen Migas.

Pada perkembangannya, spesifikasi bahan bakar minyak jenis bensin di Indonesia mengalami beberapa perubahan khususnya untuk kandungan sulfur dan timbal. Berikut ini adalah data perkembangan spesifikasi bensin di Indonesia.

Berdasarkan keputusan Dirjen Migas Nomor: 3674 K/24/DJM/2006 standar dan mutu (spesifikasi) Bahan Bakar Minyak (BBM) jenis bensin terdiri atas Bensin 88, Bensin 91, dan Bensin 95. Semua spesifikasi bensin yang dimaksud merupakan bensin TT (Tanpa Timbal). Jenis bensin yang ada di pasaran saat ini meliputi Premium (setara dengan bensin 88), Pertamax (memiliki ON=92), dan Pertamax Plus (setara Bensin 95). Ketiga jenis bensin yang beredar di pasaran merupakan produk PT Pertamina (Persero) yang tentunya mengacu pada spesifikasi yang telah ditetapkan oleh Dirjen Migas. Berikut adalah spesifikasi lengkap dari ketiga jenis bensin tersebut.

Berikut ini adalah perbandingan spesifikasi bensin di Indonesia dengan negara-negara lain di dunia.

Perkembangan spesifikasi di Indonesia tak lepas dari spesifikasi mogas dunia (terutama produk non-PSO) meskipun belum sama persis untuk saat ini. Perkembangan yang nyata dari spesifikasi tersebut adalah aspek eco-friendly yang semakin meningkat. Hal ini terlihat dari pembatasan pada beberapa kandungan mogas antara lain timbal, sulfur, benzena, aromatik, dan olefin. Pada saat ini, bensin yang beredar di Indonesia baru memiliki batasan untuk kandungan timbal, sulfur, dan aromatiknya. Benzena yang ditengarai bersifat karsinogenik untuk saat ini belum dibatasi. Begitu juga dengan kandungan olefin. Dari tabel di atas dapat terlihat bahwa spesifikasi bahan bakar minyak jenis bensin di dunia semakin ketat. Hal ini tentunya perlu didukung dengan teknologi pengolahan minyak bumi yang semakin canggih guna menghasilkan produk dengan spesifikasi yang telah ditetapkan.



Sumber:
http://prokum.esdm.go.id/kepdirjen/kepdjm-3674-2006.pdf
http://www.kpbb.org/makalah_ind/Kebijakan%20Penyediaan%20&%20Mutu%20Bahan%20Bakar%20Minyak%20untuk%20Kendaraan%20Bermotor.pdf

Read more »

Nelson Complexity Index

Nelson Complexity Index (NCI) merupakan ukuran relatif jumlah dan biaya relatif unit upgrading terhadap kapasitas unit distilasi. Indeks ini dikembangkan oleh Wilbur L. Nelson pada tahun 1960an guna mengukur biaya relatif komponen untuk mengembangkan suatu kilang. NCI membandingkan biaya pada berbagai unit upgrading, misalnya catalytic cracker ataupun reformer yang merupakan unit andalan kilang modern terhadap biaya yang diperlukan oleh Crude Distillation Unit (CDU).

Setelah minyak umpan diproses di CDU, sebagian komponen minyak akan diproses pada berbagai unit upgrading maupun unit-unit proses lainnya. Kapasitas kilang ditentukan berdasarkan kapasitas CDU-nya. NCI tersebut digunakan untuk menghitung biaya relatif berbagai unit upgrading berdasarkan kapasitas kilang.

Kapasitas kilang dinyatakan dalam dua jenis satuan, yakni Barrels per Calendar Day (BCD) dan Barrels per Stream Day (BSD). BCD menggunakan dasar jumlah hari kalender selama setahun kilang beroperasi. BSD menggunakan dasar 330 hari. Sehingga, pada umumnya nilai BSD 6% lebih besar dibandingkan BCD. Kapasitas kilang, pada berbagai situasi lebih lazim dinyatakan dalam BSD, meskipun jika disebutkan kapasitas kilang pada satuan BPD (Barrels per Day) kita tidak akan tahu apakah perhitungannya menggunakan calendar day atau stream day.

Pengaruh NCI Terhadap Biaya

Sebagai contoh di Amerika, rata-rata NCI kilang di sana adalah berkisar 10. Kilang dengan NCI sebesar 10 merupakan kilang dengan fasilitas unit konversi menengah. Kilang dengan NCI 12% membutuhkan biaya pembangunan 20% dibandingkan unit dengan kapasitas yang sama. Namun pada kenyataannya, NCI tidak memperhitungkan penggunaan kapasitas operasi dan juga usia kilang yang sebenarnya sangat mempengaruhi biaya dan operasional kilang itu sendiri. Setidaknya dengan adanya NCI, estimasi biaya dan value suatu kilang dapat dilakukan dengan mudah.

Duplikasi dan Skala Ekonomi

Nelson sangat berhati-hati dalam menentukan biaya kilang berkapasitas 50 MBSD dengan NCI sebesar 12%, tidak akan sama dengan kilang berkapasitas 100 MBSD dengan NCI sebesar 6%. Masih banyak faktor yang diperhitungkan. Informasi yang ada tidak menunjukkan jumlah unit yang dibutuhkan untuk proses tertentu. Unit proses yang kecil memiliki biaya konstruksi perunit yang relatif lebih tinggi. Nelson memperkirakan duplikasi dua buah unit dengan masing-masing kapasitas 40 MBSD dengan satu unit berkapasitas 80 MBSD akan meningkatkan biaya konstruksi sebesar 25%. Empat buah unit dibandingkan satu unit meningkatkan biaya konstrukis hingga 60% nya.

Berikut ini adalah perbandingan kompleksitas kilang di beberapa region. 

Nelson Complexity Index Kilang di Beberapa Regional

Berikut ini adalah perbandingan kompleksitas kilang di dunia.

Nelson Complexity Index Kilang di Dunia

Off Sites

Perhitungan kompleksitas di sini tidak memperhitungkan fasilitas off sites, seperti tangki timbun, tanah, perpipaan, terminal, dan utilities. Informasi-informasi tersebut jarang dipublikasikan. Meskipun sebenarnya Nelson telah mengevaluasi hubungan antara berbagai kilang yang berbeda dan fasilitas off sites yang terkait dan dikembangkan suatu hubungan agar secara empiris  dapat diperkirakan kompleksitas total suatu kilang termasuk di dalamnya kompleksitas proses dan juga off sites. Untuk itu, Nelson menambahkan faktor pengali terhadap sejumlah nilai kompleksitas sebagai berikut.

• Untuk kompleksitas 3, gunakan faktor pengali 3,25 untuk total kompleksitas sebesar 9,8.
• Untuk kompleksitas 4, gunakan faktor pengali 2,70 untuk total kompleksitas sebesar 10,8.
• Untuk kompleksitas 6, gunakan faktor pengali 2,26 untuk total kompleksitas sebesar 13,6.
• Untuk kompleksitas 10, gunakan faktor pengali 1,96 untuk total kompleksitas sebesar 19,6.   
• Untuk kompleksitas 16, gunakan faktor pengali 1,77 untuk total kompleksitas sebesar 28,3.

Meskipun demikian kompleksitas total seperti ini jarang digunakan, kebanyakan kilang masih fokus terhadap kompleksitas proses yang disebut sebagai indeks kompleksitas Nelson tersebut (NCI). Perhitungan tersebut berimplikasi pada suatu kilang grassroots dengan indeks 10, biaya untuk off sites akan bersaing dengan unit proses (unit distilasi dan upgrading).

Produk Kilang

Salah satu kelebihan dari kilang dengan tingkat konversi yang tinggi (ditunjukkan dengan NCI yang tinggi) adalah menghasilkan produk dengan nilai yang lebih tinggi. Residue dan produk lain yang secara ekonomis dan pemanfaatannya rendah, dikonversi menjadi produk-produk dengan fraksi hidrokarbon yang lebih rendah dengan nilai produk yang lebih tinggi.

Sementara kilang dengan indeks kompleksitas 3-5 mengalami defisit produk secara volumetrik, misalnya dari intake sebesar 100 MBCD, diperoleh hasil produk sejumlah 95 MBCD. Nilai tambah dan pertambahan kuantitas volumetrik produk merupakan basis penetapan dan pemilihan proses konversi dengan unit upgrading.

Berikut ini adalah tipikal produk berdasarkan klasifikasi NCI.

• Konversi Rendah (NCI = 2-3)-20% gasolin, 35% middle distillates, 30% fuel oil, 10% produk lainnya (termasuk refinery gas, LPG, solvent, coke, lubes, wax, dan bitumen), dan 5% loss
• Konversi Menengah (NCI = 5-6)-30% gasolin, 30% middle distillates, 30% fuel oil, 15% produk lain, dan 5% gain
• Konversi tinggi (NCI = 9-10+)-50% gasolin, 30% middle distillates, 15% fuel oil, 15% produk lain, 10% gain

Pengembangan di Masa Mendatang

Melihat perkembangan di dunia refining selama ini, diketahui bahwa total kapasitas kilang di seluruh dunia mencapai kurang lebih 74 juta BCD dengan Indeks Kompleksitas Keseluruhan berkisar 5,9. Tren peningkatan kemampuan konversi pada berbagai kilang akan meningkatkan indeks kompleksitas tersebut sehingga pemenuhan kebutuhan pasar dunia akan produk dengan fraksi hidrokarbon ringan dapat terpenuhi. Penggunaan kapasitas kilang (kurang dari 70% pada awal 1980-an) sudah mencapai 87% pada awal 1990-an. Hal ini ke depannya akan terus meningkat seiring meningkatnya efisiensi produksi kilang. Namun tetap saja permasalahan yang dihadapi kilang grassroots adalah rendahnya margin produksi. Inilah tantangan ke depannya bagi dunia refining.

source: Reliance Industries Limited – Nelson Complexity Index

contoh perhitungan Nelson Complexity Index

 Source: En*Vantage & OGJ presented in the 16th Annual PFAA Conference November 12, 2009

References:

David C. Johnston,Daniel Johnston, Intorduction To Oil Company Financial Analysis

Reliance Industries Limited – Nelson Complexity Index

http://www.ogj.com/articles/print/volume-94/issue-12/in-this-issue/general-interest/refining-report-complexity-index-indicates-refinery-capability-value.html

Catatan Kuliah Refinery IV

Read more »

Produk Migas - Overview

Produk migas merupakan semua produk turunan dari minyak bumi yang telah mengalami serangkaian proses pengolahan. Secara garis besar, proses pengolahan minyak bumi dibagi dalam tiga kelompok proses, yakni separasi, konversi, dan treating. Proses separasi merupakan proses pemisahan secara fisika fraksi-fraksi penyusun minyak bumi menjadi produk sesuai karakteristik minyak bumi yang diolah. Proses konversi merupakan proses lanjutan dari proses separasi yang mengolah minyak umpan yang kurang bernilai menjadi produk-produk yang lebih bernilai ekonomis. Pada reaksi konversi terjadi pengubahan struktur hidrokarbon penyusun minyak bumi. Proses treating merupakan proses perbaikan mutu produk migas. Dengan proses ini, produk yang dihasilkan dari proses separasi maupun proses konversi yang masih belum memenuhi spesifikasi misalnya karena kandungan impurities yang melebihi batasan dapat diperbaiki kualitasnya sehingga memenuhi spesifikasi produk yang dipersyaratkan.

Unit separasi yang selalu ada di suatu kilang adalah unit distilasi. Pada unit ini, proses pemisahan fraksi minyak bumi terjadi. Minyak bumi yang awalnya dipanaskan hingga temperatur tertentu akan dialirkan dalam suatu kolom distilasi yang dilengkapi dengan tray dan sistem draw off. Prinsip pemisahan yang terjadi pada tray di dalam kolom distilasi adalah berdasarkan kesetimbangan uap dan kesetimbangan massa. Akan terjadi transfer masa dan transfer panas dari fase liquid dan uap umpan yang masuk kolom distilasi. Tiap-tiap komponen hidrokarbon memiliki tekanan uap dan komposisi yang berbeda-beda. Hal inilah yang akan menimbulkan terjadinya pemisahan fraksi. Kelompok hidrokarbon (fraksi) yang memiliki titik didih lebih rendah dari temperatur suatu tray, maka fraksi tersebut akan berada pada fase uap dan bergerak ke tray di atasnya. Fraksi yang titik embunnya sama dengan temperatur suatu tray akan berupa fase liquid pada tray tersebut dan akan keluar menjadi produk melalui draw off.

Untuk mempertajam pemisahan fraksi minyak bumi di dalam kolom fraksinasi, dibutuhkan pengaturan kondisi operasi yang tepat. Variabel proses yang paling menentukan antara lain temperatur tiap tray, flow cold reflux, hot reflux, maupun internal reflux, tekanan kolom, temperatur kondenser dan reboiler. Pengaturan temperatur tray ditentukan berdasarkan profil kurva distilasi EFV minyak umpan. Pengaturan temperatur tray sangat mempengaruhi cutting range produk yang dihasilkan. Berikut ini tipikal cutting range fraksi produk migas.

Untuk perancangan dan pengaturan kondisi operasi di dalam kolom distilasi akan dibahas pada kesempatan yang lain.

Di dalam suatu unit pengolahan minyak bumi, dikenal istilah raw materials, intermediate products, dan finished products. Raw materials merupakan bahan baku dalam hal ini minyak bumi/crude oil atau disebut juga sebagai feedstock. Intermediate products merupakan produk antara atau produk dari suatu proses yang akan diproses dengan suatu proses lanjutan sebelum menjadi produk jadi siap jual. Finished products merupakan produk akhir pengolahan minyak bumi yang siap untuk dijual. Masing-masing jenis produk dan bahan baku tersebut memiliki spesifikasi masing-masing yang mana satu sama lainnya saling berkaitan. Perubahan kualitas feedstock dapat mempengaruhi intermediate products dan finished products setidaknya dibutuhkan perubahan perlakuan/kondisi operasi supaya kualitas produk tetap memenuhi spesifikasi. Oleh karenanya, dibutuhkan inspeksi secara berkesinambungan terhadap kualitas masing-masing feedstock dan produk.

Pengujian sifat minyak bumi dan produknya bergantung kebutuhan feedstock dan produk itu sendiri. Untuk feedstock unit distilasi berikut ini adalah beberapa pengujian yang harus dilakukan.

• Carbon residue, asphaltene content
• Density (Specific Gravity)
• Distillation
• Light Hydrocarbons
• Metallic Constituents
• Salt Content
• Sulfur Content
• Viscosity & Pour Point
• Water & Sediment
• Wax Content
• Pengujian lainnya (RVP, Acid number, aniline point, dll.)

References:

James G. Speight, 2002, Handbook of Petroleum Product Analysis, John Willey & Sons, Inc. Publication

Catatan Kuliah Refinery I

Read more »

Hydrocracking Catalysts

Katalis yang digunakan pada reaksi hydrocracking adalah bifunctional catalysts yang secara kimiawi memicu terjadinya reaksi-reaksi sebagai berikut.

         ·         Cracking, dengan mekanisme reaksi yang sama dengan catalytic cracking

         ·         Hidrogenasi hidrokarbon tidak jenuh hasil reaksi cracking

         ·         Hidrogenasi cincin aromatik

         ·         Hidrogenolisis struktur naftenik

Pada reaksi pertama, sisi logam berperan dalam memicu reaksi dehidrogeniasi menghasilkan senyawa alkena yang kemudian menjadi ion pada sisi asam. Reaksi kedua dan ketiga terjadi pada sisi logam. Reaksi keempat terjadi pada kedua sisi katalis (sisi asam dan logam).

Kesetimbangan fungsi asam dan logam yang tepat diperlukan untuk mencegah terbentuknya coke. Oleh karena itu, reaksi hidrogenasi alkena hasil reaksi cracking harus berlangsung dalam jangka waktu yang singkat guna menghindari terjadinya reaksi polimerisasi maupun kondensasi lebih lanjut yang menghasilkan senyawa prekursor coke. Kesetimbangan ini selain dipengaruhi oleh karakteristik katalis juga sangat dipengaruhi oleh pengaturan kondisi operasi.

         Ø  Temperatur yang tinggi menunjang reaksi pada sisi asam

         Ø  Meningkatkan tekanan parsial hidrogen dapat meningkatkan reaksi hidrogenasi pada sisi logam

Pemilihan Katalis

Katalis untuk hydrocracking didesain dengan sifat bifunctional dengan alasan:

         ·         Dapat diatur jumlah dan kekuatan dari sisi asamnya

         ·         Dapat diatur kekuatan hidrogenasinya

         ·         Sangat sesuai dengan tujuan proses (fleksibel)

Pemilihan struktur logam pada katalis harus memenuhi minimal 3 dari 4 jenis reaksi pada mekanisme reaksi hydrocracking. Oleh karena itu pemilihan jenis logam harus dilakukan dengan teliti karena sangat menentukan kinerja katalis. Menurut studi yang dilakukan Raseev, NiMo dan NiW merupakan pasangan logam yang paling cocok digunakan sebagai sisi logam katalis hydrocracking dibandingkan katalis dengan logam mulia lainnya seperti Pt dan Pd. Meskipun keduanya juga direkomendasikan untuk digunakan dalam membuat katalis hydrocracking.

Katalis dengan NiMo dan NiW banyak digunakan pada unit hydrocracking dengan sistem single stage dan selalu digunakan untuk stage pertama pada unit dengan sistem two stages. Sedangkan untuk stage keduanya menggunakan Pt maupun Pd. Untuk memaksimalkan stability dan efficiency katalis terhadap reaksi tertentu, digunakan promoters. Namun sebenarnya efficiency itu sendiri tidak hanya bergantung pada proporsi asam dan logam, serta karakter promoters saja tetapi juga dipengaruhi oleh dispersi promoters tersebut pada support katalis. Dispersi yang baik juga sangat penting khususnya pada katalis dengan Pt dan Pd.

Pada kondisi tertentu, pemilihan fungsi logam ditentukan berdasarkan tekanan parsial H₂S pada zona reaksi. Sebagai contoh Pd memiliki toleransi yang rendah terhadap H₂S. NiMo tidak memiliki batasan toleransi terhadap H₂S. Sementara NiW memiliki toleransi di antara keduanya.

Pada mulanya, amorphous aluminosilica digunakan sebagai support  pada sejumlah reaktor hydrocracking sebagaimana digunakan juga pada katalis untuk catalytic cracking. Selanjutnya, katalis dengan support zeolite pun mulai banyak dikembangkan. Dari penggunaannya pada reaksi catalytic cracking, diketahui sejumlah keunggulan zeolite dalam hal ini Y-zeolite dibandingkan amorphous. Salah satu katalis yang dikembangkan secara komersial oleh Shell dan sudah digunakan sejak 1983 adalah NiW dalam struktur Y-zeolite dengan nama HTY. Katalis jenis ini kemudian dikembangkan dengan nama S-753.

Kelebihan katalis tipe ini adalah:

         ·         Pembentukan coke yang rendah

         ·         Stabilitas yang baik

         ·         Siklus regenerasi lebih lama

         ·         Membutuhkan temperatur yang lebih rendah untuk mencapai tingkat konversi yang diinginkan

Kekurangan katalis Y-zeolite ada pada selektivitasnya. Katalis ini memiliki tingkat konversi yang tinggi terhadap gasoline dan gas, serta konversi yang rendah terhadap produk kerosine dan gasoil. Hal ini ditengarai merupakan dampak reaksi hydrocracking yang berlebih pada katalis zeolit yang merupakan dampak dari tingginya jumlah sisi asam. Molekul yang telah terdekomposisi pada reaksi inisiasi teradsorbsi kembali oleh sisi asam lainnya dan terrengkah menjadi gasoline maupun gas.

Untuk mengatasi efek reaksi berlebihan ini, telah dilakukan pengembangan katalis zeolit pada generasi keduanya dengan menghilangkan sebagian aluminum dari pori-pori zeolit. Proses ini menghasilkan katalis zeolit untuk hydrocracking yang memiliki jumlah sisi asam lebih rendah. Pada kasus tertentu, komposisi support zeolit juga dimodifikasi (sebagai contoh S-703). Pengurangan ukuran crystallite ternyata menghubungkan dampak yang signifikan terhadap kenaikan volume fraction  mesopori. Hal ini memicu kenaikan selektivitas (konversi terhadap kerosin) dan stabilitasnya juga.

 Sebagai contoh, perubahan struktur pori pada katalis IFP HYC-642. Ditunjang dengan turunnya jumlah sisi asam menghasilkan selektivitas katalis yang lebih tinggi.

Pengembangan lebih lanjut yang dilakukan oleh Shell adalah menggunakan dua bed catalystsI untuk sistem reaktor single stage atau pada reaktor pertama pada sistem two stages. Pretreatment catalyst (misalnya C-424) digunakan pada bagian atas reaktor dan katalis hydrocracker pada bagian bawahnya. Sistem reaksi seperti ini dimungkinkan dengan pengembangan katalis yang tidak sensitif terhadap efek racun dari nitrogen, salah satunya adalah katalis Z-713. Pada stage kedua digunakan katalis yang dikembangkan dengan support yang terbuat dari campiran amorphous dan Y-zeolite (misalnya Z-603). Kinerja katalis tipe ini meningkat khususnya untuk pembukaan cincin naftenik. Secara keseluruhan, dampak positif dari pengembangan sistem reaksi dengan katalis tersebut adalah panjang siklus dan kualitas produknya.

Pengembangan Support Katalis

Pengembangan support katalis merupakan salah satu tugas utama dalam mengembangkan katalis hydrocracking dan telah dipublikasikan dalam sejumlah paten. Sebagai contoh pengembangan stabilitas katalis hydrocracking dengan tipe support Y-zeolite terdispersi dalam matriks oksida anorganik yang memberikan stabilitas ultra pada katalis hydrocracking oleh William A. Welsh, Fulton, Md. yang dipublikasikan dalam publikasi dengan nomor paten U.S. Pat. Nos. 4,456,693.

Pada tahun 1990, UOP telah mengembangkan amourphous support dengan peningkatan kinerja katalis dengan nama produk DHC-8 dan berlanjut dengan pengembangan katalis zeolit DHC-100. Katalis zeolit ini memiliki stabilitas yang tinggi dan bekerja pada temperatur kurang lebih 10^o celcius lebih rendah dibandingkan DHC-8.

Dengan memoderasi fungsi asam DHC-100 mampu menghasilkan produk middle distillate dengan jumlah yang hampir sama dengan yang dihasilkan DHC-8. 

(dalam persen volume produk terkonversi)

IFP menggunakan promoted catalyst NiMo pada support alumina HR-360 pada stage pertama untuk hydrotreating diikuti dengan reaktor yang menggunakan katalis HYC-642 untuk hydrocracking dengan basis zeolit. Katalis zeolit HYC-642 menghasilkan sejumlah distilat yang sebanding dengan yang dihasilkan amorphous.

[dirangkum dari berbagai sumber]

Read more »

Catalytic Reforming

1.Gambaran Umum Catalytic Reforming.

Sejak tahun 1940 catalytic reforming telah digunakan untuk menggantikan thermal reforming. Proses ini memperbaiki kualitas gasoline yang dihasilkan dari cracking yang masih mempunyai angka oktan rendah.
Catalytic reforming jauh lebih efisien dari pada thermal reforming. Penggunaan katalis akan mempercepat reaksi dan lebih mudah pengendalian operasinya. Katalis yang digunakan dapat terbuat dari platinum-alumina atau platinum-rhenium-alumina. Katalis tersebut berperan sebagai pemacu reaksi siklohidrogenasi dan reaksi lain seperti pembentukan aromatik.
Hydroforming unit telah digunakan pada awal perang dunia kedua, catalytic reforming tersebut untuk menghasilkan aviation gasoline yang banyak digunakan untuk keperluan militer. Sekitar tahun 1955, Universal Oil Product (UOP) telah mendemonstrasikan bahwa katalis platiunum dapat mendorong reaksi dehidrogenasi, khususnya dalam pembentukan aromat dalam skala komersial.
Dengan demikian sejak tahun itu hampir seluruh thermal reforming digantikan dengan catalytic reforming.
Tujuan utama catalytic reforming adalah untuk mengkonversi hidrokarbon menjadi aromatik yang reaksi utamanya adalah dehidrogenasi naphthene. Senyawa aromat tidak hanya berfungsi sebagai komponen bahan bakar motor tetapi juga banyak digunakan sebagai bahan baku industri petrokimia.
Didalam straight-run naphtha pada umumnya masih banyak impurities yang dapat meracuni katalis. Agar tidak meracuni katalis, maka terlebih dahulu dilakukan hydrotreating terhadap naphtha tersebut. Hydrotreating adalah proses penghilangan impurities seperti senyawa sulfur, nitrogen dan arsenik melalui proses hidrogenasi. Hidrogen yang digunakan untuk keperluan treating ini berasal dari reforming unit itu sendiri.

Gambar 1 : Product from Thermal Reforming and from Catalytic Reforming 

Di dalam reaksi catalyitc reforming kemungkinan terjadinya olefin sangat kecil sekali, hal ini disebabkan oleh adanya reaksi hidrogenasi olefin, yang mana secara cepat begitu olefin terbentuk langsung dijenuhkan menjadi paraffin. Hal ini dapat dipahami lebih dalam lagi dengan melihat gambar 1 yang menunjukkan perbedaan hasil reforming secara thermal dan catalytic. Kelihatan dari sini bahwa senyawa aromat lebih banyak dihasilkan pada catalytic reforming dan olefin hanya ada pada hasil thermal reforming.
Di dalam catalyic reforming, hidrogen dihasilkan sebagai hasil samping. Sebagian dari hidrogen yang dihasilkan disirkulasikan kembali untuk menjaga tekanan didalam reactor dan mencegah terjadinya pembentukan coke. Disamping itu hidrogen ini banyak dimanfaatkan untuk proses yang lain seperti hydrotreating, hydrocracking dan isomerization plant, bahkan tidak sedikit yang digunakan untuk keperluan industri petrokimia. Meskipun reaksi isomerisasi juga kemungkinan terjadi, namun tidak banyak mempengaruhi kenaikan angka oktan karena jumlahnya relatif kecil.

2. Catalytic Reforming Process.

Berbagai unit yang digunakan dalam catalytic reforming process ada yang menggunakan tekanan tinggi dan ada juga yang menggunakan tekanan rendah.
Gambar 2 menunjukkan unit yang beroperasi pada tekanan tinggi, unit ini relatif murah tetapi kurang fleksibel dibandingkan dengan yang bertekanan rendah. Keterbatasan unit ini ialah angka oktan dan jumlah hasilnya rendah.
Proses yang menggunakan tekanan tinggi diantaranya termasuk platforming, catforming, houdriforming, salvaforming dan Sinclair-Baker Process. Katalis yang digunakan adalah platinum, catalyst deposit biasanya sedikit.
Proses lain yang meregenerasi katalis dan sementara operasi tetap berjalan diantaranya adalah ultraforming dan powerforming yang menggunakan katalis platinum (Pt), fluid hydroforming dan hydroforming menggunakan katalis molybdena on alumina (Mo dalam Al2O3), thermoforming menggunakan katalis chromia on alumina (Cr dalam Al2O3) dan hyperforming menggunakan katalis molybdate on alumina (Mo dalam Al2O3).
Berbagai macam proses yang dikembangkan oleh beberapa perusahaan diantaranya adalah seperti yang terlihat dalam table 1.
Gambar 3 menunjukkan proses catalytic reforming yang dikenal sebagai platforming. Feed memasuki prefractionator untuk menghilangkan light ends termasuk juga disolved oxygen dan H2O. Disamping itu prefractionator ini juga unuk mengatur boiling range. Boiling range yang dikehendaki adalah 100 - 360oF yang selanjutnya bercampur dengan recycle hydrogen gas dan bersama-sama memasuki heater pertama. Recycle gas rate sekitar 8.000 scf/bbl of feed. Dari heater pertama kemudian memasuki reactor pertama dan keluar dipanasi lagi pada heater kedua, begitu seterusnya sampai tiga tingkat.

Gambar 2 : Simplified Regeneration of Reactor

Reactor berupa bejana berbentuk silinder yang di dalamnya berisi katalis. Uap mengalir melalui setiap reactor dan kontak dengan katalis kemudian bereaksi sebagaimana yang diinginkan. Karena reaksinya menyerap panas, maka setiap akan memasuki reactor dipanasi terlebih dahulu di dalam reheater. Aliran meninggalkan dasar gas separator menuju ke fractionator untuk dipisahkan komponen-komponennya.
Reformat adalah produk yang digunakan sebagai komponen untuk pencampuran premium dan aviation gasoline. Gas meninggalkan separator menuju ke H2S absorber untuk dihilangkan H2S yang terkandung di dalam hidrogen. Sebagian dari hidrogen yang dihasilkan disirkulasikan kembali ke proses dengan maksud untuk menghindari terbentuknya coke dalam katalis. Suhu reaksi di dalam reactor sekitar 850 - 950oF dan tekanan sekitar 200 - 700 psig.

Tabel 1 : Beberapa proses dan perusahaan yang mengembangkannya

Regenerasi katalis yang dilakukan ketika keaktifan katalis turun hingga dibawah batas yang telah ditetapkan. Meskipun keaktifan katalis dapat dipulihkan dengan cara regenerasi, namun lama-kelamaan katalis akan mengalami degradasi, dan meskipun dapat diregenerasi tetapi hasilnya akan berada di bawah batas ekonomis. Oleh karena itu katalis yang demikian harus diganti dengan yang baru.
Proses dengan cara konvensional ini, untuk melakukan regenerasi harus menghentikan operasi. Dewasa ini banyak dilakukan inovasi terhadap proses yang dapat dioperasikan secara kontinyu dan tanpa menghentikan proses sewaktu regenerasi.

Gambar 3 : Catalytic Reforming (Conventional Platforming)

Gambar 4 menunjukkan continuous platforming yang dikembangkan oleh UOP. Proses tersebut menggunakan reactor, heater, separator, dan fractionator. Platforming adalah suatu proses catalytic reforming yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis yang lain. Katalis platinum untuk reforming tekanan rendah sama seperti untuk reforming tekanan tinggi, kecuali proses yang meliputi reactor tambahan seperti yang disebut swing reactor yang memungkinkan untuk regenerasi. Jika sebuah reactor harus ditempatkan pada siklus regenerasi, maka swing reactor menggantikannya. Proses tersebut dapat diulang-ulang sampai regenerasi katalis dilakukan sepenuhnya. Tekanan operasi reactor berkisar antara 125 - 300 psig dan recycle gas bervariasi antara 1.500 - 2.500 scf/bbl of feed. Ultra forming proses seperti yang terlihat dalam gambar 5 merupakan lisensi dari Standard Oil of California, dalam proses ini menggunakan beberapa reactor dan swing reactor dengan suatu fixed bed catalyst. Swing reactor adalah pusat untuk meregenerasikan katalis. Ultraforming dapat menhasilkan produk yang mempunyai angka oktan 95 - 103 (research octane number). Xylene dengan kemurnian tinggi juga dapat dihasilkan melalui fraksinasi ultraformate. Di dalam ultraforming, katalis yang digunakan dapat diregenerasi sampai 600 kali atau lebih tanpa kehilangan selektivitasnya yang signifikan dan tanpa diperlukan penggantian dalam jangka waktu pendek.

Gambar 4 : Continuous Platforming with Katalis Regeneration

Proses lain yang sangat populer disebut houdriforming berlisensi dari Houdry Division of Air Product and Chemicals seperti yang terlihat dalam gambar 6 menggunakan dua buah atau lebih fixed bed reactor yang masing-masing dilengkapi dengan heater. Dan naphtha yang diumpankan bercampur dengan recycle gas yang banyak mengandung hidrogen.

Gambar 5 : Ultraforming Fixed-Bed Process

Gambar 6 : Houdriforming

Jika kandungan sulfur di dalam naphtha tinggi, maka sebelumnya harus dilakukan hidrodesulfurisasi yang hidrogennya dapat diperoleh secara langsung dari houdriforming. Disamping dengan cara tersebut, sulfur juga dapat dihilangkan dengan cara absorpsi dengan menggunakan ethanolamine sebagai solvent-nya.
Houdriforming menggunakan katalis platinum dalam alumina atau bimetallic. Jika houdriforming digunakan untuk menghasilkan aromatik, konversi naphtha menjadi benzene, toluene dan xylene mendekati 100% dari harga teoritis benzene.
Kondisi operasi proses ini suhunya berkisar antara 900 - 1.0000F dan tekanan 100 - 400 psig.

3. Feed

Feedstock untuk catalytic reforming biasanya adalah naphtha atau straight-run gasoline yang mempunyai angka oktan rendah, konversi naphtha paling tidak adalah menjadi butane dan bahan-bahan yang lebih ringan. Lebih baik lagi jika naphtha banyak mengandung naphthene karena dapat menghasilkan aromat yang tinggi.

Butane yang dihasilkan dari catalytic reforming mengandung isobutane sekitar 40- 50%, dan pentane mengandung iso-pentane sekitar 50 - 65%. Pretreatment terhadap feedstock mutlak diperlukan untuk operasi yang menggunakan katalis platinum. Katalis tersebut sangat sensitif terhadap nitrogen, chloride, sulfur, air (water), lead dan arsenic. Proses yang digunakan untuk pretreatment adalah hydrotreating dengan menggunakan katalis cobalt-molybdenum. Hidrogen yang diperlukan untuk hydrotreating ini berasal dari catalytic reforming itu sendiri.

4. Katalis
Katalis mempunyai peranan yang sangat penting di dalam proses catalytic reforming. Mengapa demikian, karena beberapa kondisi yang dibutuhkan untuk mendapatkan aromatik dari hidrokarbon lain tanpa menggunakan katalis ternyata hasil-hasilnya relatif rendah, oleh karena itu katalis dehidrogenasi digunakan untuk memperbaiki hasil dan kondisi reaksi.

Beberapa macam katalis yang banyak digunakan untuk keperluan ini dintaranya adalah:

• Platinum on alumina

• Platinum on silica-alumina

• Chromia on alumina

• Molybdena on alumina

Dasar katalis adalah alumina, sedangkan elemen-elemen yang menghidrogenasi adalah platinum, dan persentase platinum berkisar antara 0,3 - 0,6%.
Elemen-elemen lain yang kemungkinan ada adalah halida kurang lebih antara 0 -1%. Dalam hal chromia on alumina, dasar katalisnya adalah alumina dan elemen yang menghidorgenasi adalah chromia yang persentasenya sekitar 10 - 15%.
Katalis yang paling disukai adalah katalis yang memacu produksi aromatik dan menekan terjadinya proses hidrocracking.
Jika katalis lain yang dikenal dengan nama bimetallic catalyst adalah katalis yang mengandung platinum dan metal promotor lain seperti misalnya rhenium. Katalis semacam ini umumnya untuk operasi pada tekanan rendah dan suhu tinggi dengan siklus regenerasi menengah.
Selectivity adalah merupakan bentuk persaingan kecepatan reaksi yaitu dehidrogenasi untuk menghasilkan aromatik dan hidrocracking untuk menghasilkan paraffin yang lebih ringan. Katalis platiunum umumnya yang paling aktif dan juga sangat mahal harganya. Katalis seperti ini mempunyai fungsi ganda, platinum beraksi sebagai dehydrogenating agent, dan zat asam seperti fluorine atau chlorine beraksi sebagai isomerization agent.
Olefin merupakan hasil reaksi intermediate, meskipun demikian pada kondisi reforming hanya sedikit sekali olefin yang ada. Variabel operasi yang sangat penting adalah tekanan, sedangkan variabel-variabel lain yang perlu diperhatikan adalah suhu, space velocity, recycle gas rate, dan ukuran partikel katalis. Space velocity dinyatakan sebagai perbandingan feed rate yang masuk terhadap jumlah katalis didalam reactor. Satuan space velocity dinyatakan sebagai wt/hr/wt atau vol/hr/vol.
Operasi catalytic reforming biasanya terjadi pada tekanan tinggi dan hydrogen yang dihasilkan disirkulasikan kembali ke dalam reactor. Kondisi operasi untuk katalis tertentu ditunjukkan dalam tabel 2.
Feedstock untuk catalytic reforming biasanya adalah naphtha atau straight-run gasoline yang mempunyai angka oktan rendah, konversi naphtha paling tidak adalah menjadi butane dan bahan-bahan yang lebih ringan. Lebih baik lagi jika naphtha banyak mengandung naphthene karena dapat menghasilkan aromat yang tinggi.
Butane yang dihasilkan dari catalytic reforming mengandung isobutane sekitar 40 - 50%, dan pentane mengandung iso-pentane sekitar 50 - 65%.
Pretreatment terhadap feedstock mutlak diperlukan untuk operasi yang menggunakan katalis platinum. Katalis tersebut sangat sensitif terhadap nitrogen, chloride, sulfur, air (water), lead dan arsenic. Proses yang digunakan untuk pretreatment adalah hydrotreating dengan menggunakan katalis cobalt-molybdenum. Hidrogen yang diperlukan untuk hydrotreating ini berasal dari catalytic reforming itu sendiri.

Tabel 2 : Kondisi operasi untuk katalis tertentu

5. Produk

Senyawa aromat lebih banyak dihasilkan pada catalytic reforming dan olefin hanya ada pada hasil thermal reforming. Di dalam catalyic reforming, hidrogen dihasilkan sebagai hasil samping. Sebagian dari hidrogen yang dihasilkan disirkulasikan kembali untuk menjaga tekanan didalam reactor dan mencegah terjadinya pembentukan coke. Disamping itu hidrogen ini banyak dimanfaatkan untuk proses yang lain seperti hydrotreating, hydrocracking dan isomerization plant, bahkan tidak sedikit yang digunakan untuk keperluan industri petrokimia. Meskipun reaksi isomerisasi juga kemungkinan terjadi, namun tidak banyak mempengaruhi kenaikan angka oktan karena jumlahnya relatif kecil.

6. Variabel Operasi

Variabel operasi yang sangat penting adalah tekanan, sedangkan variabel-variabel lain yang perlu diperhatikan adalah suhu, space velocity, recycle gas rate, dan ukuran partikel katalis. Space velocity dinyatakan sebagai perbandingan feed rate yang masuk terhadap jumlah katalis didalam reactor. Satuan space velocity dinyatakan sebagai wt/hr/wt atau vol/hr/vol.

a. Tekanan
Tekanan akan mempengaruhi kecepatan reaksi dan juga mempengaruhi yield dan stabilitas katalis. Naiknya tekanan pada reaktor akan berakibat meningkatnya reaksi hydrocracking dan menurunnya reaksi aromatisasi. Sebaliknya jika tekanan operasi menurun akan mengakibatkan naiknya produk cairan karena berkurangnya reaksi hydrocracking, selain itu produksi hidrogen dan kemurnian hidrogen akan meningkat tetapi disisi lain akan meningkatkan karbon yang menempel pada permukaan katalis.

b. Suhu

Suhu merupakan variabel untuk mengatur kualitas produk. Katalis mampu beroperasi pada suhu yang sesuai dengan kemampuan jenis katalis tersebut. Suhu yang terlalu tinggi dapat aktivitas katalis bertambah. Suhu reaktor biasanya sebagai weight average inlet temperatur (WAIT) yaitu fraksi katalis dalam setiap reaktor bed dikali dengan inlet temperatur.
Menaikkan suhu berarti menaikkan aromatisasi dan hydrocracking dimana suhu inlet reaktor akan memberikan sempurnanya aromatisasi, angka oktan produk dan yield yang diinginkan seperti menurunkan feed harus dilakukan penurunan temperatur terlebih dahulu sebab jika feed yang diturunkan terlebih dahulu akan berakibat overcracking dan naiknya pembentukan karbon di permukaan katalis.

c. Ukuran Partikel Katalis

Ukuran dan bentuk katalis bermacam-macam. Ukuran partikel katalis juga sangat berpengaruh terhadap kecepatan reaksi pada proses catalytic reforming.

d. Liquid Hour Space Velocity (LHSV)

Liquid hour space velocity adalah banyaknya naphta feed dalam kubik meter yang lewat pada sejumlah katalis yang juga dalam kubik meter per jam. LHSV digunakan untuk menentukan feed dengan basis volume dalam satuan waktunya. Space Velocity mempunyai akibat paling besar pada kualitas produk seperti angka oktan.
                              Charge rate , m3/jam

L H S V = --------------------------------------

                        Volume katalis di reaktor , m3

Menaikkan space velocity akan mengakibatkan kualitas produk menurun karena sejumlah reaksi yang dikehendaki juga berkurang. Untuk mengimbangi hal tersebut maka suhu reaktor harus dinaikkan sehingga sebanding dengan kenaikkan jumlah feed yang masuk. Mengubah feed rate mempunyai efek yang kecil terhadap aromatisasi tetapi berakibat besar terhadap reaksi hydrocracking sehingga menurunkan feed rate akan mengakibatkan bertambahnya reaksi hydrocracking dan bertambahnya jumlah karbon yang menempel di permukaan katalis.

e. H2/HC ratio

H2/HC ratio dapat diartikan sebagai perbandingan mole hidrogen recycle gas dengan mole feed yang diolah. Hidrogen recycle gas digunakan untuk mencegah pembentukan karbon di permukaan katalis. H2/HC ratio meningkat akan membuat naphta yang melewati reaktor lebih cepat dan panas akan lebih banyak untuk reaksi yang membutuhkan panas.

Untuk mencegah rusaknya katalis H2/HC ratio harus dipertahankan diatas minimum yang diizinkan. Menaikkan H2/HC ratio tergantung kemampuan peralatan sedangkan menurunkannya akan berakibat pembentukan karbon di katalis akan lebih cepat. Cara menaikkan H2/HC ratio :

o Menaikkan kapasitas kompresor
o Menurunkan feed pada recycle tetap
o Menaikkan tekanan separator

Menaikkan H2/HC ratio tanpa mengubah kondisi operasi dari unit akan mengakibatkan :
o Turunnya hidrogen di recycle gas
o Naiknya Pressure drop di reaktor
o Efisiensi kompresor turun.

[dirangkum dari berbagai sumber]

Read more »

Steam Cracking - Part 3

       I.            FEED DAN PRODUK

a.       Feed Steam Cracking

Umpan utama steam cracking adalah LPG (C3H8+C4H10) dan NGL (C2H6, LPG, light naphta).

a.       Produk Steam Cracking

                                                              i.      Etilena

Etilena merupakan salah satu senyawa hidrokarbon yang juga sering disebut dengan “king of petrochemicals” karena sebagian besar senyawa kimia komersial dihasilkan dari etilena dibandingkan dari produk intermediet yang lain. Kedudukan etilena yang unik ini dibandingkan dengan senyawa hidrokarbon lainnya karena karakteristik molekulnya baik dari segi teknis maupun segi ekonomis. Karakteristik molekul tersebut antara lain:

1.      Struktur sederhana dengan reaktivitas yang tinggi

2.      Senyawa yang relatif murah

3.      Dapat diproduksi dengan mudah melalui proses steam cracking dengan hasil (yield) yang tinggi

Etilena dihasilkan dengan mereaksikan beberapa reagen yang murah seperti air, chlorin, hydrogen chlorine, dan oksigen untuk menghasilkan senyawa yang lebih bernilai. Reaksi pembuatan etilena ini dapat dimulai dari radikal bebas atau dengan katalis untuk menghasilkan polyethylene, polimer  termoplastis dengan volume terbesar. Etilena ini juga dapat berkopolimerisasi dengan olefin yang lain untuk menghasilkan polimer dengan properties yang lebih unggul. Sebagai contoh etilena berkopolimerisasi dengan propilena menghasilkan elastomer yang bersifat termoplastis. Berikut ini persenyawaan penting yang dapat terjadi dengan senyawa etilena.

 a.       Sifat-sifat Fisis

b.       Sifat Kimia

1. Reaksi Polimerisasi

Ethylene dengan kemurnian 99,9% dapat dipolimerisasi pada tekanan dan temperatur dengan

menggunakan katalis tertentu.

n(CH2=CH2)

Reaksi polimerisasi ethylene bersifat eksotermis, menggunakan dua jenis inisiator yaitu inisiator

homogen (radikal atau kation) dan inisiator. heterogen (katalis padat). Polimerisasi ini dapat dijalankan dengan dua sistem :

-          Polimerisasi pada tekanan tinggi (60-350 Mpa

dan 300°C) dengan inisiator radikal (oksigen, peroksida) menghasilkan LDPE (0,910-0,940

g/ml).

-          Polimerisasi pada tekanan rendah (0,1-20 Mpa

dan 50-300°C) dengan katalisator heterogen (oksida logam transisi pada pembawa

anorganik). Polimerisasi ini menghasilkan HDPE (0,941- 0,970 g/ml).

2. Reaksi Oksidasi

Oksidasi terhadap ethylene akan menghasilkan senyawa-senyawa ethylene oksida, ethylene glikol, asetaldehida atau senyawa vinyl asetat. Ethylene oksida/glikol dapat dihasilkan oksidasi ethylene fase uap secara langsung melalui katalis perak oksida pada 200-300°C dan tekanan 1,5-3,0 Mpa. Improvisasi proses pembuatan ethylene glikol untuk mencegah pembentukan ethylene oksida dapat dilakukan melalui oksidasi ethylene menjadi ethylene glikol mono dan di-asetat dengan katalis telurrium, kemudian dihidrolisa.

4CH2=CH2+6CH3COOH+2O2→2CH3COOCH2CH2OH+2CH2COOCH2CH2COOCH3

2CH3COOCH2CH2OH+2CH2COOCH2CH2COOCH3+6H2O→4HOCH2CH2OH+ CH3COOH

Oksidasi langsung terhadap ethylene dengan katalis paladium klorida akan dihasilkan asetaldehida.

CH2=CH2 + ½ O2 → CH3CHO

3. Reaksi Addisi

Beberapa reaksi addisi ethylene yang penting dapat ditunjukkan pada tabel berikut ini :

Tabel 1.3. Reaksi Addisi dari Ethylene 

4. Reaksi dengan Benzene

Jika ethylene dipanaskan dengan benzene pada temperatur 925°C akan terbentuk ethracen.

2C6H6 + C2H4 ↔C4H10 + 3H2

5. Reaksi - reaksi lain

Reaksi alkylasi ethylene dengan parafin akan memberikan parafin rantai cabang, seperti dimethyl butana dari alkylasi ethylene dengan isobutana pada suhu 60°C dan katalis AlCl3 dan promotor ethyl chlorida.

CH2=CH2 + RCOCl ↔RCOCH2CH2Cl

Reaksi ethylene dengan halogen pada temperature rendah akan menghasilkan dihaloethana, reaksi dengan chlorin lebih cepat daripada reaksi dengan bromida dan iodida.

CH2=CH2 + Cl2 ↔CH2ClCH2Cl

CH2=CH2 + Br2 ↔CH2BrCH2Br

CH2=CH2 + I2 ↔CH2ICH2I

                                                              i.      Propylene

a.       Sifat-sifat Fisis 

b.       Sifat Kimia

      1.      Reaksi Disproporsionasi dengan Olefin lain

Propylene dengan katalis disproporsionasi bisa juga bereaksi dengan olefin lain (hasil disproporsionasi antar molekul - molekul propylene sendiri) membentuk senyawa yamg lebih panjang rantai karbonnya.

C3H6 + C4H8-1 ↔ C5H10-2 + C2H4

C3H6 + C5H10-2 ↔ C6H12 + C2H4

(Kirk Othmer,1996)

      2.      Reaksi Oksidasi Katalitik

 Propylene 5% bisa dioksidasi selektif dengan udara atau steam menjadi akrolein dengan katalis Co Molybdat atau Telurrium oksida pada 385°C.

C3H6 + O2 CH2CHCHO + H2O

Dengan kondisi yang sama, tetapi tanpa adanya telurrium, oksidasi akan dilanjutkan menjadi asamn akrilat. Oksidasi propylene menjadi alyl acetat akan terjadi jika umpan berupa 50% propylene, 25%  oksigen dan 25% asam asetat dilewatkan pada katalis paladium alumina pada suhu 140°C.

3. Reaksi Polimerisasi

Propylene dengan adanya BF3 di bawah tekanan tinggi pada temperature kamar akan terpolimerisasi.

n C3H6 ↔ (C3H5) n

4. Reaksi dengan HCl

 Reaksi antara propylene dengan HCl akan naik dengan naiknya temperatur dalam fase liquid.

C3H6 + HCl ↔C3H7

Atau dapat terbentuk isopropil chloride, hexyl chloride, dan senyawa lain.

3C3H6 + HCl ↔C3H7Cl + C6H13Cl

5. Reaksi dengan HF

HF dibawah tekanan akan bereaksi dengan propylene membentuk propyl fluoride. Yield antara 60-62% pada perbandingan mol dari 1,08 – 3,20 HF : 1 C3H6 dan pada temperatur 0 - 45°C dengan waktu reaksi 2 – 5 jam.

C3H6 + HF ↔C3H7F

6. Reaksi dengan H2Cr2O7

Propylene dioksidasi oleh larutan asam bikromat menjadi asam propionat, aseton, dan asam asetat.

CH3CHCH2 + H2O ↔CH3CH2CH2OH

CH3CHCH2 + O2 ↔CH3CH2COOH + H2O

CH3CHCH2 + H2O ↔CH3CHOCH3

CH3CHCH2 + O2 ↔CH3COCH3 + H2O

7. Reaksi dengan H2SO4

Propylene sebagian diabsorbsi oleh H2SO4  sedangkan ethylene tidak.

C3H6 + H2SO4 ↔C3H7 H2SO4                                                                                   

  i. Butena

Salah satu senyawa butena adalah 2-butene yang merupakan bahan baku berbagai produk turunannya, diantaranya yaitu polybutene, Linier Low Density Polyethylene (LLDPE), High Density Polyethylene (HDPE), butadiene, MTBE, dan lain-lain.

Kegunaan polietilena antara lain untuk :

a. Isolasi atau bahan pelapis pada kawat/kabel.
b. Bahan pembuatan botol.
c. Membuat barang plastik atau kantung plastik.
d. Membuat shopping bag.
e. Bahan baku pembuatan container.
f. Bahan semikonduktor.
g. Bahan pembuatan pipa.
h. Bahan pembuatan film.
i. Lain-lain

Pembuatan polietilena merupakan proses penggabungan gugus molekul penyusunan yang disebut molekul raksasa yang disebut polimer. Proses ini lebih dikenal dengan polimerisasi atau proses pembentukan polimer. Pada saat terjadinya polimerisasi, lengan ikatan rangkap atau atom karbon lepas kemudian bergabung dengan karbon lainnya yang juga mengalami hal yang sama. Begitu seterusnya sehingga membentuk rangkaian panjang secara molekuler.

1.  Sifat–sifat Fisis

   2. Sifat–sifat Kimia Butene

a) Reaksi Adisi

Kecepatan reaksi adisi masing-masing isomer berbeda-beda. Urutan kecepatan reaksi adisi elektrophilik dengan HX (H2, ROH, HCl) adalah isobuthylene >> 1-butene > 2-butene. Sedang untuk polimerisasi adalah isobuthylene >> 1-butene, cis 2-butene > trans 2-butene.
Pada reaksi ini 1-butene dan 2-butene menghasilkan derivat sec-butyl dan iso-butylene menghasilkan derivat tert-buthyl. Pada reaksi dengan bromine (brominasi) dengan adanya methanol dan asam asetat akan menghasilkan derivate bromomethoxy dan bromoaethoxy.

b) Reaksi Polimerisasi

Polimerisasi butene akan menghasilkan beberapa polimer, seperti butylelastomer, polybuthylene,polyisobuthylene. Senyawa-senyawa asam (asam Lewis dan Bronstead) dapat digunakan sebagai inisiator. asam Bronstead (asam sulfat, asam fosfat, asam dihidrofluoroborat, asam moltndat) merupakan inisiator oligomerisasi butene yang menghasilkan polimer dengan BM rendah. Sedang asam Lewis (BF3, AlCl3, AlBr3, TiCl4, SnCl4) yang kebanyakan memerlukan koinisiator (air, methanol, asam asetat, asam klorida, asam bromida, alkil halogen) dapat menghasilkan polimer dengan BM tinggi. Di samping itu bisa juga digunakan katalis padat yang mempunyai permukaan aktif bersifat asam. Kecepatan reaksi polimerisasi ditentukan dengan mengukur kombinasi inisiator dan temperature reaksi (Kirk Othmer, 1996).   

 [dirangkum dari berbagai sumber]

See also:

Steam Cracking - Part 1

Steam Cracking - Part 2

Read more »