Pertemuan 4

Lanjutan....Bahan Baku

Natural gas (Gas alam)

• Komposisi dari gas alam (gas alam kering) mayoritas adalah metana, selain itu ada juga nitrogen, kadang-kadang karbon dioksida yang muncul bersama-sama dengan etana, propana, butana. Impuritiesnya (zat pengotor) belerang/sulfur.

• Teknologi cracking gas alam identik dengan cracking naphta. Hanya ada penghilangan beberapa step proses yang berakibat pada lebih sedikitnya variasi produk. Namun prosesnya menjadi lebih mudah.

• Contoh cracking etana dapat berlangsung pada furnace sederhana dan proses pemisahan produknya juga lebih sederhana karena idealnya hanya ada 1 produk saja yaitu etilen.

• Contoh yang lain produksi asetilen dari gas alam. Secara konvensional asetilen diproduksi melalui reaksi berikut (proses basah):

CaO + 3C CaC2 + CO

CaC2 + H2O CaO +C2H2

Lanjutan..

• Bahan baku reaksi ini diperoleh dari kalsium karbida dan karbon.

• Alternatif produksi asetilen dari HC melalui reaksi berikut 2 CH4 C2H2+3H2

• Reaksi berlangsung pada suhu >1200C, perlu pendinginan cepat setelah reaksi terjadi dan pemisahan produk asetilen dari campuran produk.

• Proses ini feasibel jika terdapat sumber HC dalam jumlah besar dengan harga murah.

• Salah satu metode yang digunakan untuk pemanasan suhu tinggi ini adalah dengan menggunakan busur listrik yang langsung kontak dengan feed, cara ini dengan cepat menaikkan suhu hingga 1600C (digunakan Hul, Jerman). Sedangkan untuk pendinginan cepat dilakukan dengan mencampur produk dengan umpan yang suhunya dingin. Cara ini memberikan produk samping berupa asetilen. Total asetilen yang dihasilkan (yield) 34% berat.

• Pada proses Wuff digunakan 2 furnace yang bekerja berlawanan arah dengan arah umpan. Pemisahan produk asetilen dilakukan dengan ekstraksi solven menggunakan Dimetil formamida.

• Proses yang banyak digunakan adalah Proses Sachsse/BASF (Badische Anilin und Soda Fabrik). Proses ini melibatkan oksidasi parsial (reaksi oksidasi terkontrol dengan membuat jumlah oksigen sedikit sehingga memperlambat selesainya reaksi).

• Reaksi yang berlangsung :

CH4 + 1,5 O2 CO + 2H2O• Digunakan oksigen (bukan udara) untuk menghindari larutnya gas

yang akan dipanaskan.• Dari umpan masuk lebih kurang sepertiga akan menjadi asetilen.• Produk reaksi diatas Karbon monoksida (jumlah besar) dan

hidrogen, dengan sejumlah kecil karbon soot, karbon dioksida, asetilen, metana, dan gas lain. Asetilen akan dipisahkan di scrubber menggunakan solvent N-methylpyrrolidinone yang hanya akan mengabsorb asetilen.

Bahan baku HC cair

• Proses pembuatan asetilen (C2H2) dari HC cair hampir tidak ada problem.

• Modifikasi Proses Wulff, Sachsse dan SBA plant dengan umpan naptha telah dilakukan namun hanya sejumlah kecil asetilen dihasilkan.

• Proses yang secara khusus didesain untuk menghasilkan asetilen dari umpan HC cair adalah Proses Hoechst-proses two stage flame.

• Umpan yang telah diuapkan dimasukkan pada puncak burner, meningkatkan suhu umpan hingga 1200C dalam waktu 0,001 detik. Pendinginan dilakukan dengan menggunakan air yang dimasukkan dengan segera. Gas rengkahan mengandung 10,6% asetilen dan 14,9% etilen.

• Cracking umpan cair memungkinkan suhu operasi yang lebih rendah (1200C) dibanding jika umpan gas (metana atau asetilen 1400-1600C).

Umpan HC cair untuk produksi olefin yang lebih rendah

• Umpan HC cair untuk produksi olefin yang lebih rendah (etilen (C2H4), propilen (C3H6), butadiena, butilen dan benzen umumnya adalah light naphta (C5-6).

• Proses yang digunakan adalah cracking dengan steam. Proses ini berbeda dengan thermal cracking dalam refinery karena penggunaan suhu yang tinggi dan tekanan rendah untuk memaksimalkan yield tanpa menimbulkan problem coking.

• Cracking naphta dijalankan pada suhu 850-900C, perbandingan steam dan naptha = 1:2

• Penggunaan naphta yang lebih berat akan menurunkan suhu operasi (810-820C) tapi meningkatkan rasio steam:naphta = 1:1

• Yield etilen dari umpan gasoil lebih rendah daripada umpan naphta.

Proses separasi

• Komposisi produk cracking, produk gas (hidrogen-HC C4) dan produk cair (HC C5 – HC yang lebih tinggi).

• Langkah awal separasi produk cracking adalah dengan kolom fraksinasi yang akan memisahkan produk cair dengan produk gas.

• Produk cair selanjutnya perlu dipisahkan antara fraksi gasoline (petrol spirit-C4 – C12) dan fuel oil.

• Gasoline akan melewati proses hidrogenasi untuk bisa digunakan.

• Proses separasi yang lebih komplek melibatkan proses refrijerasi dan ekspansi (tekanan tinggi).

• Produk gas dengan tekanan 12 atm akan dapat dipisahkan fraksi C3 dan C3 menjadi fase cair. Fraksi C yang lebih rendah dapat dipisahkan dengan penurunan suhu hingga -140C dalam cold box.

• Saat ini yang dijalankan adalah proses pemisahan metana (demethanizer) menggunakan kolom pemisah bertekanan 40 atm, dengan top temperature -95C dimana Hidrogen dan Metana dapat diperoleh sebagai produk atas (top). Digunakan pendingin etilen.

• Produk bottom (bawah) selanjutnya masuk Kolom Deethanizer untuk mengambil etana. Sedangkan produk bawah C3-C4.

• Produk atas mengandung asetilen dan etilen selain etana, yang harus dipisahkan terlebih dulu sebelum pemisahan etilen dan etana pada etilen tower.

• Produk bawah selanjutnya diumpankan ke depropanizer untuk memisahkan fraksi C3 dan C4 + komponen yang lebih berat.

• Selanjutnya C4 dipisahkan di kolom debutanizer.

• Proses tambahan mungkin diperlukan untuk memastikan bahwa arus bebas dari uap air, belerang (sulfur), karbon dioksida dan kondensate.

• Komposisi etilen dan propilen yang diperlukan saat ini 99,9%

See you next week