Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
-
Upload
robertjunior -
Category
Documents
-
view
366 -
download
13
Transcript of Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
1/37
1PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
BAB I
PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Residue Catalytic Cracking(RCC) merupakan salah satu unit unggulan dari
Pertamina RU-VI Balongan,dimana RCC sendiri merupakan unit tingkat lanjut
(secondary processing) untuk mendapatkan nilai tambah dari pengolahan residue
dengan cara perengkahan menggunakan katalis. Feed residue yang digunakan yaitu
Treated Atmospheric Residue yang berasal dari unit AHU (35,5 % vol) dan
Untreated Atmospheric residue yang berasal dari unit CDU (64,5 % vol).Produk-
produk yang dihasilkan yaitu Flue Gas,Propylene,LPG,Polygasoline,Naptha,Light
Cycle Oil (LCO),Decant Oil (DCO),Coke.
Didalam unit RCC terdapat Reaktor,Regenerator,Catalyst Cooler,Main Air
Blower,Cyclone,Catalyst System,dan CO Boiler.Reaktor dan regenerator
merupakan jantung dari unit RCC.Untuk pengaturan unit RCC diperlukan
keseimbangan dari beberapa variabel secara tepat.Variabel proses ini sangat
berkaitan satu dengan yang lainnya,maka beberapa pengaruh kemungkinan tidakdapat terlihat dengan cepat.Berikut adalah beberapa contoh variabel proses,yaitu
konversi,C/O ratio,manajemen katalis,temperatur reaktor,jumlah feed,pembakaran
coke,jumlah udara pembakaran,carbon dalam residu,fraksinasi,properti katalis,dan
lain-lain.
1.2Perumusan Masalah
Reaktor dan regenerator dalam unit RCC di desain untuk melakukan
pemanasan dalam reaktor tanpa menggunakan dapur (furnace) dengan alasan
efisiensi energi.Inti dalam proses perhitungan neraca massa dan energi adalah pada
reaktor regenerator.Seperti yang diketahui ada banyak variabel proses yang
berpengaruh.Namun,pada tugas ini akan dibatasi pada variabel proses temperatur
reaktor.Oleh karena itu,perlu dilakukan analisa hubungan variabel terhadap yield
produk yang dihasilkan.
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
2/37
2PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Kontrol terhadap temperatur reaktor dapat dilakukan jika kita telah terlebih
dahulu mengetahui yield produk yang dihasilkan .Dengan menganalisa variabel
yang mempengaruhi nilai yield maka temperatur operasi reaktor dapat dikontrol.
1.3Tujuan
1.3.1
Mempelajari proses pada unit Residue Catalytic Cracking (RCC)
1.3.2 Menghitung neraca massa dan neraca panas reaktor-regenerator dan
menganalisa pengaruh temperatur reactor,temperatur regenerator,udara
regenerator dan MCRT terhadap yield coke
1.4Manfaat
Dapat mempelajari proses pada unit 15-Residue Catalytic Cracking (RCC)
dan dapat mengetahui hubungan pengaruh temperatur reactor,temperatur
regenerator,udara regenerator dan MCRT terhadap yield coke.
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
3/37
3PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Desain Basis
Unit RCC dirancang untuk mengolah residue yang berasal dari minyak berat
yang kurang menguntungkan menjadi produk yang lebih menguntungkan.Residue
yang diolah merupakan produk bawah unit CDU (A.R) yang mengolah campuran
Duri dan Minas crude serta produk bawah unit ARHDM (DMAR) yang memiliki
kandungan logam rendah dengan mempergunakan lisensi UOP.Design kapasitas
olah unit adalah 83.000 BPSD (505,5 mt/j) dengan ratio AR/DMAR 35,5 / 64,5 %.
A. Sifat karakteristik dari feed stock
1. Untreared Long Residue (ex CDU)
Unit ini dirancang untuk mampu mengolah treated dan untreated residue.
Unit ini juga dapat dioperasikan pada kapasitas rendah, bila salah satu dari dua train
AHU sedang dimatikan (shutdown)nuntuk penggantian katalis.
Tabel 2.1 Perbandingan Crude Oil Duri dan Minas
Sumber Crude Oil Duri MinasCut Range C 370 + 370 +
% Volume on crude 73,5 53,8
Specific Gravity 0,952 0,896
Nitrogen (Total) weight
ppm
4220 1820
Sulphur content % weight 0,24 0,12
Conradson carbon %
weight
9,8 4,9
Hydrocarbon content %
weight
12,06 13,3
Metal ppm weight 2
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
4/37
4PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
2. Treated Long Residue (ex AHU)
Tabel 2.2 Karakteristik Treated Long Residue Crude Oil Duri dan MinasSumber Crude (% Volume) Duri/Minas 80/20
Cut Range C TBP 370 +
API 24,9
Specific Gravity 0, 9047
Nitrogen (Total) weight (ppm) 1450
Basic Nitrogen weight (ppm) 365
Sulphur Content weight (ppm) 200
MCR ( % weight) 3,5
Hydrocarbon (% Weight) 13,2Metal weight (ppm) V
Ni
Na
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
5/37
5PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Naptha
C4, % wt : 1 max
90%, Vol, C : 175 maxE.P, C : 205 max
Perf Gum, mg/100 ml : 4 max
RON : 91 min
RVP, psi : 8 max
Mixed C3/C4,
- C3 rec, vol % : 95 min
-
C4 rec, vol % : 97 min
Light cycle oil
IBP, C : 205
Dist 90% vol, C : 350 max
Flash Point : 85 min
Gap5%LCO-95%Naphta : 15 min
Decant Oil
Flash Point : 70 min
Catalyst cont : 30 max
Viscosity 50C : 150 max
CCR, % wt : 18 max
Ash cont, % wt : 0,10 max
Sediment : 0,15 max
Str Acid Nbr, mg KOH/gr : nil
Ttl Acid Nbr, mg KOH/gr : 3 max
Hot Filtration Test, % wt : 0,1 max
Sulphur Content, % wt : 4 max
Water by Dist, % vol : 1 max
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
6/37
6PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
2.2 Deskripsi Proses
A. Reaktor
Gambar 2.1 Reaktor Unit RCC
Dari surge drum umpan dipompa dengan 15 P-105 ABC malaui serangkaian
system pemanas hingga temperature mancapai 274C saat akan masuk riser. Laju
alir umpan dikendalikan dengan 15 FC-526 sedang temperature umpan
dikendalikan dengan 15 TC-530 yang mengatur aliran MCB sebagai pemanas.
Umpan diijeksikan kedalam reactor riser melalui 8 buah distributor dan
mempergunakan MP steam sebagai atomizer yang diatur 15 FC-005.Regenerated
Catalyst panas dari lower regenerator dialirkan menuju riser dengan bantuan lift
steamdan lift gas. Catalyst panas naik dari wye piecedan bertemu dengan umpan
dalam riser dan terjadi pertukaran panas dari catalyst ke kabut minyak umpan,
penguapan, dan hydrocarbon yang terengkah. Campuran uap-catalyst naik melalui
riser dengan minimum back mixing. Aliran catalyst menuju riser diatur oleh 15
SLV-102 untuk mengendalikan temperature reactor 15 TC-022. Pada top riser
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
7/37
7PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
reaksi perengkahan akan sempurna dan uap hydrocarbon terpisah dari catalyst oleh
riser terminator dan katalis jatuh keseksi stripping, guna meminimize reaksi
perengkahan sekunder yang tidak dikehendaki. Uap hydrocakarbon yang masihbercampur katalis masuk kedalam 13 buah single stage cycloneuntuk pemisahan
akhir (99,999% katalis dapat terpisahkan). Catalyst yang terecover oleh cyclone
jatuh kebawah cyclone diplegs menuju keseksi stripping yang mempunyai 7 grid
dan dilakukan pelucutan sisa hydrocarbon dengan mempergunakan 2 buah
stripping steam 15 FC-010/011. Uap hydrocarbon naik ke plenum chamber
bergabung dengan uap hydrocarbon dari cyclone yang lain dan keluar melalui
puncak reaktor menuju ke Main Column.
B. Regenerator
Gambar 2.2 Regenerator Two Stage
Regenerator mempunyai 2 fungsi, yaitu: mengembalikan aktivitas katalis
yang telah berkurang setelah melakukan perengkahan dan mensuplai panasyang
diperlukan untuk reaksi perengkahan umpan. Spent catalyst mengalir dari reactor
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
8/37
8PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
stripper menuju ke upper regenerator melaluispent catalyst stand pipeyang diatur
oleh 15 SLV-101 untuk mengendalikan level 15 LC-003. Spent catalyst ini banyak
mengandung coke dengan komponen carbon dan hydrogen serta sebagian kecilSulfur dan Nitrogen yang terdeposit pada permukaan catalyst (8-10 % wt) selama
terjadi pereaksi perengkahan. Regenerasi katalis dilakukan dengan membakar
carbon mempergunakan oksigen yang diperoleh dari udara melalui Main Air
Blower. Pada upper regenerator dikehendaki pembakaran parsial coke guna
menghindari tingginya temperature regenerator akibat panas reaksi pembakaran
bila dilakukan pembakaran sempurna. Sekitar 80% coke dapat dihilangkan pada
upper regenerator melalui pembakaran parsial C menjadi CO.
Dari upper RG catalyst mengalir turun lower regenerator yang diatur 15
SLV-103 dengan mengendalikan level upper regenerator 15 LC-011. Catalyst
cooler dipergunakan untuk menyerap panas hasil reaksi pembakaran coke pada
katalis dengan menghasilkan steam. Pengendalian penyerapan panas pada catalyst
cooler dilakukan dengan mengatur jumlah udara fluidisasi (lance air) pada masing-
masing cat cooler. Sedangkan untuk mengendalikan panas catalyst yang mengalir
dari upper regenerator ke lower regenerator dipergunakan 15 SLV-104 untuk
mengendalikan 15 TC-072. Udara berlebih dipergunakan untuk membakar sisa
coke pada catalyst dengan pembakaran sempurnadari C menjadi CO2. Catalyst
panas pada temperature 700-735C akibat pembakaran tersebut selanjutnya
dialirkan dari lower regenerator menuju ke wye piece riser melalui regenerated
catalyst standpipeyang diatur oleh 15 SLV-102 untuk mengendalikan 15 TC-022.
Pada wye piece regenerated catalyst naik ke riser dengan bantuan lift gas dan lift
steamuntuk bertemu dengan umpan residu yang diinjeksikan kedalam riser.
Aliran katalis antara seksi reactor dan regenerator ini merupakan jantung
proses RCC. Aliran katalis tersebut jumlahnya sangat besar yaitu antara 40-70
ton/mnt katalis sirkulasi tiap menit. Flue gas yang mengandung CO pada upper
regenerator mengalir melalui 20 buah double stage cycloneguna merecover partikel
catalyst yang terikut. Sekitar 75-90% catalyst dipisahkan pada stage pertama dan
sisanya pada stage kedua. Tekanan flue gas keluar regenerator diturunkan dengan
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
9/37
9PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
mengalirkannya melalui orifice chamber. Flue gas pada tekanan rendah
dipergunakan untuk membangkitkan steam dalam CO boiler dengan cara
membakar CO menjadi CO2.
C. Main Column
Pemisahan produk dilakukan dalam main fractionating column menjadi
fraksi-fraksi Decant Oil, Light Cycle Oil, Naptha, Unstabilized Gasoline dan wet
gas. Uap hydrocarbon panas dari reactor masuk ke main column pada 510-535C
dan harus didinginkan ke 315-370C sebelum dilakukan pemisahan. Pendinginan
uap dari reactor tersebut dilakukan dengan mengkontakannya dengan sejumlah
besar stream sirkulasi Main Column Bottom dirancang untuk me-desuperheatuap
hydrocarbon dari reactor, mengkondensasi produk bottok dan menghilangkan
entrained catalyst partikel.
Laju sirkulasi slurry oil umumnya berkisar 130-180% laju umpan atau 14,5
M3/jam per meter persegi diameter kolom. Sebagian sirkulasi dari MCB dilakukan
pada disc and donut tray, dari sini uap naik keseksi HCO dimana fraksinasi awal
dilakukan. Dari seksi HCO uap minyak naik keseksi LCO, sebagian LCO dikirim
ke sponge gas lalu membawanya kembali. Sebagian LCO yang lain dimasukkan
kedalam stripper untuk mengendalikan flash pointnya. Reflux pada Main Column
dipergunakan untuk mengendalikan temp overhead system dan heat balance kolom
serta menentukan EP gasoline.
D.Main Air Blower
Main Air Blower (MAB) merupakan peralatan vital di unit RCC dan
berperan sebagai satu-satunya penyuplai udara pembakaran ke regenerator.70%
dari MAB akan dialirkan menuju upper regenerator ,sedangkan sisanya dialirkan
menuju lower regenerator .MAB didesain dengan kapasitas desain 481,123
kNm3/jam,tekanan inlet 1 kg/cm2dan tekanan outlet 2,865 kg/cm2.Tipe kompresor
yang digunakan adalah kompresor aksial.Kompresor aksial menggunakan putaran
kipas untuk mendorong udara kedalam mesin .Aliran udara melalui mesin di dalam
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
10/37
10PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
straight line yang melalui stator vane bisa diubah-ubah sudutnya untuk menaikkan
atau mengurangi jumlah udara yang diperlukan.Penggerak MAB adalah steam
turbine dengan desain normal 3475 rpm.
E.Catalyst Cooler
Catalyst cooler berfungsi untuk mendinginkan katalis dari upper
regenerator ke lowerregenerator dengan tujuan untuk mengatur temperature lower
regenerator.Unit RCC beroperasi dengan 2 buah back mix dan 2buahflow through
catalyst cooler.Media pendingin yang dipakai Catalyst cooler adalahHot Boiling
Water (HBW) yang juga difungsikan sebagai boilerdansteamyang dihasilkan akan
dipanaskan kembali padasteam superheater.
2.3 Reaksi-reaksi yang terjadi di unit RCC
Semua komponen crude oil yang mempunyai rentang titik didih diatas
350C dapat diklasifikasikan sebagai residu, termasuk HGO, VGO, dan vacuum
bottom. Sebagian besar material ini mengandung mono/polynuclear naphtenes,
mono/polynuclear aromatic, resin dan asphaltenes. Residu mempunyai densitas dan
viskositas serta kandungan conradson carbon, sulfur, basic nitrogen dan metal yang
lebih besar disbanding pada gas oil.
Reaksi cracking merupakan reaksi pemecahan ikatan C-C, yang reaksinya
bersifat endhotermis dan secara thermodinamika reaksi tersebut dapat berlangsung
dengan baik pada temperature tinggi. Serangkaian reaksi yang kompleks akan
terjadi pada saat molekul umpan dikontakan dengan katalis pada temperature 650-
760C. Distribusi produk yang dihasilkan tergantung pada banyak factor termasuk
kondisi umpan dan kekuatan sisi asam katalis. Meskipun reaksi yang terjadi adalah
catalytic cracking, namun reaksi thermal cracking juga terjadi akibat kurang
idealnya kontak antara umpan dengan katalis dalam riser.
Reaksi-reaksi penting yang terjadi pada RCC adalah sebagai berikut:
1. Cracking
a. Paraffinterengkah menjadi olefindanparaffinyang lebih kecil.
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
11/37
11PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
CnH2N + 2 Cm H2m+ CpH2p + 2 dimana n= m + p
Paraffin Olefin Paraffin
b.
Olefinterengkah menjadi olefinyang lebih kecil.CnH2n CmH2m + CpH2P dimana n= m + p
Olefin Olefin Olefin
c. Naphthene (cycloparaffin) terengkah menjadi olefin
Cyclo-CnH2n +1 Cyclo CmH2m + CpH2p dimana n= m + p
Naphthene Olefin
Cyclo-CnH2n CmH2m + Cp H2p dimana n= m + p
Olefin Olefin
Cycloparaffin mengandung cincin cyclohexane
Cyclo-CnH2n C6H12 + CmH2m + CpH2p dimana n = m + p + 6
cyclohexane olefin olefin
d. Aromatik(rantai samping) terengkah menjadiAromatikdan Olefin
2. Isomerasi
a. n-Olefin menjadi iso-olefin
1-CnH2n trans-2-CnH2n
b. n-Paraffin menjadi iso-Paraffin
n-CnH2n iso-CnH2n
3. Hydrogen transfer
a. Naphthene + Olefin Aromatik + Paraffin
b. Cyclo aromatisasi
C6H12 + 3C5H10 C6H6 + 3C5H12
c. Olefin menjadi paraffin dan aromatic
4C6H12 3C6H14 + C6H6
4. Alkyl grup transfer/transalkylation
C6H4 (C6H4) C6H12 + CmH2m + CpH2p
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
12/37
12PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
5. Cyclisasi olefin menjadi naphthene
C7H14 CH3-cyclo-C6H11
6. Dealkylasi
Iso-C3H7-C6H5 C6H6 + C3H6
7. Dehydrogenasi
n-C8H18 C8H16 + H2
8. Reaksi Kondensasi
CH = CH2 + R1CH = CHR2 2H2
Klasifikasi Umpan
A. Paraffin
Merupakan ikatan rantai hydrocarbon jenuh dengan rumus umum CnH2n+ 2
yang mempunyai tingkat kestabilan tinggi. Paraffin terdapat dalam bentuk ikatan
paraffin hydrocarbon rantai lurus (n-Paraffin) maupun cabang (iso-Paraffin). Pada
umumnya umpan RCC didominasi oleh paraffin dengan kandungan paraffin antara
50-60% dari total feed. Paraffin stocks mudah dilakukan perengkahan dan
normalnya jumlah yield terbesar dengan total liquid produk paling banyak adalah
gasoline dan paling sedikit fuel gas namun octane number rendah.
B. Olefin
Merupakan ikatan rantai hydrocarbon tak jenuh dengan rumus umum CnH2n
yang bersifat kurang stabil sehinnga anggota-anggotanya dapat langsung bereaksi,
baik antar senyawa olefin itu sendiri maupun dengan senyawa lain seperti Chlorine,
Bromine, Hydrocarbon acid dan Sulfuric acid tanpa pertukaran atom hydrogen.
Olefin terdapat dalam bentuk ikatan Olefin rantai cabang (iso-Olefin, al : Ethylen,
Propylene, Butylene dst) maupun olefin rantai cabang (iso-Olefin, al : iso-Butylene,
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
13/37
13PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
iso-Pentene dst). Olefin tidak disukai terdapat dalam feedstock RCC karena
umumnya akan terengkah menjadi produk yang tidak diinginkan sepertislurry dan
coke. Olefin content dalam umpan dibatasi< 5% wt.
C. Naphthene
Merupakan ikatan rantai hydrocarbon jenuh dengan rumus umum CnH2n
yang sama dengan olefin tetapi memiliki sifat-sifat yang jauh berbeda. Naphthene
merupakan senyawa hydrocarbon melingkar / tertutup dengan ikatan tunggal,
sedangkan olefin dengan rantai hydrocarbon terbuka dan ikatan ganda
(Cyclopentane, Cyclohexane, Methil-cyclohexane). Naphthene lebih disukai
sebagai umpan RCC karena dapat menghasilkan gasoline hasil perengkahan
naphthene mempunyai sifat lebih aromatic dan lebih berat disbanding hasil dari
perengkahan paraffin.
D. Aromatic
Merupakan rantai hydrocarbon tak jenuh dengan rumus umum CnH2n+6atau
sering disebut dengan seri benzene yang memiliki sekurang-kurangnya satu cincin
ikatan rangkap Benzene (Benzene, Toluene, Aniline dll) dan bersifat sangat stabil
serta tidak dapat terengkah menjadi komponen yang lebih kecil. Aromatik kurang
disukai sebagian umpan RCC karena sebagian besar molekulnya tidak dapat
terengkah. Perengkahan aromatic pada dasarnya hanya akan memutuskan rantai
sampingnya saja sehingga akan menghasilkan fuel gas berlebihan. Beberapa
senyawa aromatic yang terdiri beberapa cincin (poly nuclear aromatic-PNA) dapat
secara terpadu membentuk chicken wire yang akan menempel pada catalyst
sebagai carbon residue (coke) dan sebagian akan menjadi produk slurry. Dibanding
dengan paraffin, perengkahan aromatic stock akan menghasilkan konversi yang
lebih rendah, yield gasoline lebih rendah dan sedikit liquid dengan Octane Number
lebih tinggi.
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
14/37
14PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
BAB III
METODOLOGI
Pada tugas khusus kali ini akan mengamati dan mengevaluasi pengaruh
temperatur reaktor ,temperatur regenerator,udara regenerator dan MCRT terhadap
yield coke pada unit RCC PT Pertamina RU VI Balongan.Berikut ini akan diuraikan
alur-alur dalam penyelesaian masalah yang ada.
3.1 Alur Penyelesaian Masalah
Permasalahan
Pengumpulan data
Perhitungan
Analisa data dengan excel
2007
Linierisasi persamaan hasil
analisa
Pembahasan
Kesimpulan dan saran
Referensi
Data Laboratorium
Data Operasi
Gambar 3.1 Alur Penyelesaian Masalah
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
15/37
15PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
3.2 Pengumpulan Data
Pengumpulan data dilakukan untuk dijadikan sebagai dasar analisa
pengaruh variabel proses yang dikehendaki terhadap yield produk.Data-data yangdibutuhkan diperoleh dari data operasi yang berasal dari bagian DCS.Data yang
diperoleh yaitu : temperatur di beberapa bagian unit,kapasitas feed dan
produk,analisa flue gas,dan data panas reaksi.Selain itu juga diperoleh dari
beberapa referensi data operasi desain yang umum digunakan pada proses fluid
catalytic cracking.
3.3 Pengolahan Data
Dari data yang diperoleh dilakukan pengolahan data melalui perhitungan
untuk mengetahui yield coke.Untuk yield produk yang lain sudah tersedia datanya
dari data analisa laboratorium.
PERHITUNGAN
Perhitungan udara pembakaran dengan basis udara kering (dry air )
A. Menentukan kandungan uap air dengan menggunakan grafik psychometric
Dengan memplotkan data temperatur dan humidity yang telah diketahui
maka akan didapat data kandungan uap air di dalam udara.
Gambar 3.2 Diagram psychometric
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
16/37
16PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
B. Menghitung udara basah
Flow (Nm3/jam) x1
22,4 3x 28,37
=......
C.
Menghitung udara kering
Udara Basah (kg/jam) x (1
1+ ) kg H2O / kg udara basah
D.
Menghitung jumlah mol udara kering
Udara kering (kg/jam) x1
kg mol/kg =.....
E. Menghitung H2O dalam udara kering (kg mol/jam)
Mol udara kering (
)x
1
2 (
) x kandungan uap air(
2
)
F. Menghitung O2dalam udara kering
Mol udara kering (
) x komposisi O2dalam udara = ......(
)
G. Menghitung kapasitas flue gas
Udara kering (
) x
2+
2+ = .....(
)
H.
Menghitung excess O2 di Flue Gas
Kadar O2di flue gas (% mol) x Kapasitas Flue Gas (
) =......(
)
Perhitungan jumlah karbon(C) dalam coke
Dihitung berdasarkan neraca O2yang bereaksi membentuk komponen
flue gas yaitu :
excess air(O2)b diflue gas
(O2)c yang membentuk CO
(O2)d yang membentuk CO2
(O2)e yang membentuk H2O
(O2)f yang membentuk SO2
(O2)g yang membentuk NO2+
(O2)a dalam udara pembakaran
Ket: Dikarenakan pada hasil analisa flue gas tidak ditemukan SO2dan NO2
maka persamaan menjadi :
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
17/37
17PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
excess air(O2)b diflue gas
(O2)c yang membentuk CO
(O2)d yang membentuk CO2
(O2)e yang membentuk H2O+
(O2)a dalam udara pembakaran
Tabel 3.1 Tabel Energi Pembakaran Coke pada Regenerator
K Cal/kg of
C,H2,atau S
BTU/lb of
C,H2,atau S
C + O2 CO 2,200 3,968 (1-1)
CO + O2 CO2 5,600 10,100 (1-2)
C + O2 CO2 7,820 14,100 (1-3)
H2+ O2 H2O 28,900 52,125 (1-4)
S + xO SOx 2,209 3,983 (1-5)
N + xO NOx (1-6)
Sumber: FCC Handbook,page 31
Dengan konsep kesetimbangan stoikiometri maka dapat dihitung :
O2membentuk CO
Kapasitas flue gas (
)x kadar CO2 di flue gas (%mol)xkoef reaksi
( 2
)=.......
O2membentuk CO2
Kapasitas flue gas (
) x kadar CO2 di flue gas (%mol)xkoef reaksi
( 2
2)=.......
O2membentuk H2O
Kapasitas flue gas (
)x kadar CO2 di flue gas (%mol)xkoef reaksi
( 2
2)=.......
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
18/37
18PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Mol H2dalam coke = mol H2yang dibakar
Untuk setiap reaksi 1 mol O2 ,maka akan terbentuk 2mol H2O
H2yang dibakar di regenerator
O2 yang membentuk H2O x 2 2
2= .....
Perhitungan jumlah coke yang dibakar
Jumlah coke dihitung berdasarkan jumlah C dan H dalam reaksi
membentuk CO,CO2,H2O.
Jumlah coke dari jumlah C = mol CO + mol CO2 x 12 kg C
mol C kg mol C
Jumlah coke dari jumlah H = mol H2O x 2 kg H
mol H2 kg mol H2
Total coke yang dibakar = jumlah coke dari C + jumlah coke dari H
Yield coke (%wt) = Total coke yang dibakar (kg/kg coke) x 100%
Kapasitas feed (kg/jam)
Kandungan H2dalam coke(%wt)=Jumlah coke yg dibakar dari H x100%Total coke yang dibakar
Perhitungan Panas Regenerator
Panas pembakaran (Hc) ditentukan berdasarkan tabel .Untuk panas
pembakaran coke berdasarkan suhu flue gas.
Panas Pembakaran (Hc) untuk C menjadi CO (
)
2
x O2membentuk CO (
)x Hc (C CO)
Panas pembakaran (Hc) untuk C menjadi CO2 (
)
(O2membentuk CO2(
) x Hc (C CO2)
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
19/37
19PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Panas pembakaran (Hc) untuk H2menjadi H2O (
)
(H2terbakar di regenerator (
) x Hc (H2 H2O)
Total panas pembakaran coke (
)
Hc (C CO) + Hc (C CO2) + Hc (H2 H2O)
Panas pembakaran (belum dikoreksi) (
)
Hc (C CO) + Hc (C CO2) + Hc (H2 H2O)
Total coke yang dibakar
Panas yang digunakan untuk memanaskan udara regenerasi (kkal/kg
coke)
Data/referensi : Cp.Udara = 0.25 kkal/kg oC
Udara kering (kg/jam) x Cp udara x (suhu regen-suhu keluar main air blower)
Total coke yang dibakar
Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan uap air regenerasi
(kkal/kg coke)
Data/referensi : Cp H2O vapor = 0,475 kkal/kgoC
H2O dalam udara kering x Cp H2O x (suhu regen-suhu keluar main air blower)
Total coke yang dibakar
Panas yang dibutuhkan untuk memanaskan coke (kkal/kg coke)
Data/referensi : Cp spentcatalyst = 0,25 kkal/kg oC
Cp spentcatalyst x (suhu regen-suhu keluar main air blower)
Panas yang dibutuhkan untuk membangkitkan steam di Catalyst
coolers (Duty Catalyst Coolers) (kkal/kg coke)
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
20/37
20PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Neraca Panas Regenerator
Flue gas (1)
Radiation loss (7) Spent catalyst (2)
Coke (3)
Pemanfaatan Regenerated catalyst(4)
panas (6)
Udara (5)
Gambar 3.3 Diagram Alir Neraca Panas di Regenerator
-H2-H3-H5-H8= H1+ H4 + H6 + H7
Temperatur referensi adalah temperatur regenerator,sehingga
H1-H4 = 0,maka persamaan
H2 = H8 -H3-H5-H6-H7
Neraca Panas Reaktor
Reaktor vapor (9)
Regenerated Catalyst (4) Feed (10)
Spent catalyst (2) Lift gas (11)
Coke (3) Steam (12)
Radiation loss (13)
Gambar 3.4 Diagram Alir Neraca Panas di Reaktor
-H10-H11-H12+H4= H3+ H9 + H13 + H14
Temperatur referensi adalah temperatur reaktor,sehingga H3- H9 = 0
dan H4 =H10 + H11+ H12+ H13+ H14
Hc Coke (8)
H reaksi (14)
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
21/37
21PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Pada kondisi tunak :
H2 - H4 = 0
Maka dengan substitusi didapat Hpembakaran coke:H8 =H3 + H5 + H6 + H7 + H10 + H11+ H12+ H13+ H14
Neraca Panas Keseluruhan
H regenerator = H reaktor
Dimana :
H regenerator = H8 -H3 - H5 - H6 - H7
H reaktor = H10 + H11+ H12+ H13+ H14
Dengan substitusi persamaan maka neraca panas keseluruhan adalah :
H8 - H3 - H5 - H6 - H7 = H10 + H11+ H12+ H13+ H14
Perhitungan Sirkulasi Katalis
Data/referensi : Cp katalis = 0.22 kkal/kg oC
Menghitung kecepatan sirkulasi katalis (CCR)
Total coke yang dibakar x H regenerator =..... kg/menit
Cp katalis x (temperatur regen-temperatur reaktor) x 1000
Menghitung C/O ratio
CCR (kg/menit) x
Combined feed (kg/jam)
Menghitung Air to coke ratio
jumlah udara kering (kg/jam)
total coke (kg/jam)
Menghitung delta coke
Total coke (kg/jam) x 100% = ....%w
CCR kg/menit x 1000
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
22/37
22PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Neraca Energi Unit RCC
Data per 11 Maret 2014
Perhitungan udara pembakaran dengan basis udara kering (dry air) :
Kandungan H2O dilihat dengan grafik psychrometric yang merupakan korelasi
temperatur dengan relative humidity.
Udara pembakaran :
Temperatur : 30o
C
Humidity : 80%
Dry air : 96,8 % vol
Komposisi flue gas dalam % mol : CO = 5,9
CO2 = 14,73
O2+ Ar = 1,1
N2 = 77,6
O2 = 0
Gambar 4.1 Grafik udara kering versus relatif humidity dan temperatur
Sumber : FCC Handbook,page 181
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
23/37
23PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Dengan menggunakan grafik Vapor Pressure of Water and humidity didapat
kandungan uap air = 0.0241 kg H2O/kg udara kering
Gambar 4.2 Diagram Psychrometric
Sumber : Perrys Chemical Engineers Handbook,12-5
Sehingga jumlah mol udara kering dan H2O dalam udara pembakaran dapat
dihitung sebagai berikut :
A. Menghitung udara basah
Flow (Nm3/jam) x1
22,4 3x 28,37
=......
351000 Nm3/jam x1
22,4 3x 28,37
= 444547,7
B.
Menghitung udara kering
Udara Basah (kg/jam) x ( 11+
) kg H2O / kg udara basah
444547,7
x (
1
1+0,0241) kg H2O / kg udara basah = 434086,2 kg/jam
C. Menghitung jumlah mol udara kering
Udara kering (kg/jam) x1
kg mol/kg =.....
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
24/37
24PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
434086,2 kg/jam x1
28,85kg mol/kg = 15046,3
D. Menghitung H2O dalam udara kering (kg mol/jam)
Mol udara kering (
)x 1 2
(
) x kandungan uap air(
2
)
15046,3
x
1
18(
)x 0,0241
2
= 20,14 kgmol/jam
E. Menghitung O2dalam udara kering
Mol udara kering (
) x komposisi O2dalam udara = ......(
)
15046,3
x 0,21 = 3159,7
F. Menghitung kapasitas flue gas
Udara kering (
) x
2+
2+ = .....(
)
15046,3
x
79%
78,53%= 15136,4
G. Menghitung excess O2 di Flue Gas
Kadar O2di flue gas (% mol) x Kapasitas Flue Gas (
) =......(
)
0 % mol x 15136,4
= 0
Tabel 4.1 Tabel Energi Pembakaran Coke pada Regenerator
K Cal/kg of
C,H2,atau S
BTU/lb of
C,H2,atau S
C + O2 CO 2,200 3,968 (1-1)
CO + O2 CO2 5,600 10,100 (1-2)
C + O2 CO2 7,820 14,100 (1-3)
H2+ O2 H2O 28,900 52,125 (1-4)
S + xO SOx 2,209 3,983 (1-5)
N + xO NOx (1-6)
Sumber: FCC Handbook,page 31
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
25/37
25PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Dihitung berdasarkan neraca O2yang bereaksi membentuk komponen flue
gas yaitu :
Cdalam coke= 15136,4
x5,9+14,73
100 = 3122,6 kgmol/jam
O2masuk regenerator = 0,21 x 15046,3 = 3159,7 kg mol/jam
Excess O2dalam Flue gas = 0
Dengan konsep kesetimbangan stoikiometri maka dapat dihitung :
O2membentuk CO
Kapasitas flue gas (
)x kadar CO di flue gas (%mol)xkoef reaksi
( 2
)=.......
15136,4
x 5,9 % mol x 0,5
2
= 446,52
O2membentuk CO2
Kapasitas flue gas (
) x kadar CO2 di flue gas (%mol)xkoef reaksi
( 2
2)=.......
15136,4
x 14,73 % mol x 1
2
2= 2229,6
O2membentuk H2O
3159,7 kgmol/jam(0+446,52 kg mol/jam+2229,6 kgmol/jam)= 483,58 kmol/jam
H2yang dibakar di regenerator
O2 yang membentuk H2O x 2 2
2= .....
483,58 kmol/jam x 2 2
2= 967,16
Total coke yang dibakar = jumlah coke dari C + jumlah coke dari H
= (3122,6 x 12) + (967,16 x 2)
= 39405,5 kg/jam = 39,4055 Ton/jam
Yield coke (%wt) = Total coke yang dibakar (kg/kg coke) x 100%
Kapasitas feed (kg/jam)
= 39,405 kg/jam x 100% = 9,7 %
404,06
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
26/37
26PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Kandungan H2dalam coke(%wt)=Jumlah coke yg dibakar dari H x100%
Total coke yang dibakar= 967,16 x 2 x 100 % = 4,9 %
39405,5
Air to coke ratio = 434086,2 = 11,02 Kgudara/Kgcoke
39405,5
Neraca Panas Regenerator
Flue gas (1)
Radiation loss (7) Spent catalyst (2)
Coke (3)
Pemanfaatan Regenerated catalyst (4)
panas (6)
Udara (5)
Gambar 4.3 Diagram Alir Neraca Panas di Regenerator
-H2-H3-H5-H8= H1+ H4 + H6 + H7
Temperatur referensi adalah temperatur regenerator,sehingga
H1-H4 = 0,maka persamaan
H2 = H8 -H3-H5-H6-H7
Perhitungan Panas Pembakaran
Temperatur reference yang digunakan adalah temperatur rata-rata upper
regenerator Treference = 719.91 oC
Hc Coke (8)
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
27/37
27PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Panas pembakaran C untuk membentuk CO dapat dicari dari :
Gambar 4.4 Hubungan panas Pembakaran CO dengan temperature
Dari persamaan y = 6,15x + 107982 , dimana y adalah panas pembakaran
CO dan x adalah temperature,maka didapatkan :
HcCO= 2 x Molar O2membentuk CO x (6.15 x temperatur regenerator +
107982)
= 2x 446,52 x (6,15x 719,7+107982) = 100384983,2 kJ/jam
Panas pembakaran C untuk membentuk CO2dapat dicari dari :
Gambar 4.5 Hubungan panas Pembakaran CO2dengan temperature
Dari persamaan y = 2.09x + 393706,dimana y adalah panas pembakaran
CO2dan x adalah temperature,maka didapatkan :
HcCO2= Molar O2membentuk CO2x (2.09 x temperature regenerator +
393706
= 2229,6 x (2,09 x 719,7 + 393706) = 881160601,7kCal/jam
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
28/37
28PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Panas pembakaran H untuk membentuk H2O dapat dicari dari :
Gambar 4.6 Hubungan panas Pembakaran H2O dengan temperature
Dari persamaan y = 6.64x + 243454,dimana y adalah panas pembakaran
H2O dan x adalah temperature,maka didapatkan :
HcH2O= Molar O2membentuk H2O x (6,64 x temp.regenerator + 243454)
= 483,58 x (6,64 x 719,7 + 243454) = 120040421,3 kCal/jam
Total panas pembakaran dari coke
Hc Total = Hcco+Hcco2+ HcH2O=100384983,2 + 881160601,7 + 120040421,3 = 1101586006 kCal/jam
Total panas pembakaran dari coke per kg coke
Hctotal/kgcoke=Hctotal: total coke yang dibakar
= 1101586006 : 39405,5 = 27955,13 kJ/kg Coke
Corrected Hc total = 27955,13 + (2636-314 x 4,9) = 29052,53 kJ/jam
Desorpsi panas oleh udara pembakaran
Data/referensi:
- Temperatur discharge MAB = 184,5 oC
- Temperatur lower regen = 719,7 oC
-
Cp udara = 0.25 kkal/kg oC
Udara kering (kg/jam)xCp udara x (suhu regen-suhu keluar main air blower)
Total coke yang dibakar
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
29/37
29PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
= 434086,2 x0.25 kkal/kg oC x (719,7 oC - 184,5 oC ) = 1471,8 kkal/kg coke
39405,5
Panas desorpsi H2O dalam udara pembakaran
Data/referensi : Cp H2O vapor = 2.03 kJ/kgoC
Mol H2O dalam udara basahh = 581,19
Berat molekul air = 18 kg/kg mol
H2O dalam udara kering x BM H2O x Cp H2O x(suhu regen-suhu keluar MAB)
Total coke yang dibakar
= 581,19 x 18x 2,03 x (719,7 oC - 184,5 oC) = 288,4 kJ/kg Coke
39405,5
Panas Desorpsi Coke
Data/referensi : Cp spentcatalyst = 0,25 kkal/kg oC
Reaktor over temperatur = 524,3 oC
Cp spentcatalyst x (suhu regen-suhu reaktor)
= 0,25 kkal/kg oC x (719,7524,3) = 48,85 Kj/kg coke
Perhitungan Panas Untuk menghasilkan Steam didalam Catalyst
Cooler
Data : Pressure = 46 kg/cm2
Water masuk catalyst cooler pada 145oC = 536.456 kJ/kg
Steam product catalyst cooler pada 260oC = 2799.43 kJ/kg
Blowdown catalyst cooler pada 260oC = 1102.92 kJ/kg
Duty Catalyst Cooler A/D
Qcooler A/D= (flowsteam (15V101) x (2799.43-536.456)+blowdown
(15V101)x(1102.92-536.456)) x 1000 = 225446123,3 kJ/jam
Qcooler A/D /kgCoke = 225446123,3 kJ/jam : 39405,5 kg/jam = 5721,2
kJ/kgCoke
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
30/37
30PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Duty Catalyst cooler B/C
Qcooler B/C = (flowsteam (15V101B) x (2799.43-
536.456)+blowdown (15V101B)x(1102.92-536.456)) x 1000= 154446318,4 kJ/jam
Qcooler B/C /kgCoke = 154446318,4 kJ/jam : 39405,5 kg/jam =
3919,4 kJ/kgCoke
Regenerator Heat Balance
Hregenerator = 29052,53(1471,8+288,4+48,85+5721,2+3919,4) = 17602,88
Neraca Panas Reaktor
Reaktor vapor (9)
Regenerated Catalyst (4) Feed (10)
Spent catalyst (2) Lift gas (11)
Coke (3) Steam (12)
Radiation loss (13)
Gambar 4.7 Diagram Alir Neraca Panas di Reaktor
-H10-H11-H12+H4= H3+ H9 + H13 + H14
Temperatur referensi adalah temperatur reaktor,sehingga H3- H9 = 0
dan H4 =H10 + H11+ H12+ H13+ H14
Pada kondisi tunak :
H2 - H4 = 0
Maka dengan substitusi didapat Hpembakaran coke:
H8 =H3 + H5 + H6 + H7 + H10 + H11+ H12+ H13+ H14
H reaksi (14)
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
31/37
31PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Neraca Panas Keseluruhan
H regenerator = H reaktor
Dimana :H regenerator = H8 -H3 - H5 - H6 - H7
H reaktor = H10 + H11+ H12+ H13+ H14
Dengan substitusi persamaan maka neraca panas keseluruhan adalah :
H8 - H3 - H5 - H6 - H7 = H10 + H11+ H12+ H13+ H14
Perhitungan Sirkulasi Katalis
Data/referensi : Cp katalis = 1.15 kkal/kg oC
1. Menghitung kecepatan sirkulasi katalis (CCR)
Total coke yang dibakar x H regenerator =..... kg/menit
Cp katalis x (temperatur regen-temperatur reaktor) x 1000
= 39405,5 kg/jam x 17602,88
1,15 kkal/kg oC x (719,7524,3)oC x 1000
= 3086,87 ton/jam
2. Menghitung C/O ratio
CCR (kg/menit)
Combined feed (kg/jam)
= 3086,87 : 404,06
= 7,64 %
3. Menghitung delta coke
Total coke (kg/jam) x 100% = ....%w
CCR kg/menit x 1000
= 39405,5 kg/jam x 100%
3086,87 X 1000
= 1,28 %
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
32/37
32PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
4.2 Yield Coke Unit RCC
A. Berdasarkan Perubahan MCRT
Gambar 4.8 Hubungan MCRT dengan Yield Coke
Dari gambar diatas menunjukan pengaruh kandungan MCRT terhadap yield
coke dimana untuk setiap kenaikan MCRT pada combine feed akan menghasilkan
kenaikan yield coke.Peningkatan yield coke ini dipengaruhi oleh perubahan kondisi
umpan yang semakin lama impuritasnya semakin tinggi. PT. PERTAMINA RU-VI
Balongan sendiri mengolah crude oil yang berasal dari Duri dan Minas. Komposisi
crude dari Duri yaitu> 60%.
Tabel 4.2 Tabel Crude Oil Duri dan Minas
Sumber Crude Oil Duri Minas
Cut Range C 370 + 370 +
% Volume on crude 73,5 53,8
Specific Gravity 0,952 0,896
Nitrogen (Total) weight ppm 4220 1820
Sulphur content % weight 0,24 0,12
Conradson carbon % weight 9,8 4,9
Hydrocarbon content %weight
12,06 13,3
Metal ppm weight 2
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
33/37
33PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Berdasarkan table diatas, dapat dilihat bahwa kandungan senyawa-senyawa
pembentuk coke pada crude oil Duri jauh lebih tinggi dibandingkan dengan crude
oil dari Minas. Maka dengan komposisi crude oil dari Duri yang lebih besar dari60% dibandingkan dengan Minas mengakibatkan coke yang terbentuk cenderung
meningkat. Coke dari fraksi umpan yang sangat berat dan yield-nya dapat
diperkirakan dengan tiga cara, yaitu Canradson Carbon (CCR), Mikro Carbon
(MCR) atau Ramsbottom Residue test. Harga carbon residu yang tinggi akan
mengindikasikan tingginya coke yang dapat terbentuk.
Kandungan sulfur yang terdapat dalam crude oil berada dalam bentuk
senyawa organic-sulfur (Mercaptan, Sulfide, Thiophene). Hal ini berkontribusi
dalam pembentukan coke. Kandungan sulfur pada crude oil Duri yang lebih tinggi
mengakibatkan pembentukan coke meningkat. Selain itu pada crude oil Duri
kandungan logam yang terdapat didalamnya lebih tinggi dibandingkan crude
Minas. Kandungan Ni pada crude Duri mengakibatkan reaksi transfer hydrogen
yang sangat besar. Reaksi transfer hydrogen ini memproduksi senyawa tak jenuh
dan multi-ring aromatic yang merupakan senyawa utama pembentukan coke.
B. Berdasarkan Perubahan Udara Regenerator
Gambar 4.9 Hubungan Udara Regenerator dengan Yield Coke
Dari grafik tersebut tampak bahwa hubungan produksi coke dengan
kebutuhan udara di regenerator adalah linear, kenaikan MCRT pada combine feed
8,8
9
9,2
9,4
9,6
9,8
10
10,2
349,53 351,82 354,39 357,85 373,74 385,44 393,51
YieldCoke
Udara Regenerator
YIELD COKE VS UDARA REGENERATOR
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
34/37
34PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
akan menghasilkan semakin banyak yield coke yang terbentuk, maka udara yang
dibutuhkan untuk pembakaran juga semakin banyak.
C. Berdasarkan Perubahan Temperature Lower Regenerator
Gambar 4.10 Hubungan Temp.Lower Regenerator dengan Yield Coke
Dari gambar diatas tersebut tampak bahwa suhu Lower regenerator berkisar
pada rentang 720-735oC. Menunjukan bahwa dengan kenaikan temperatur lower
regenerator akan semakin banyak yield coke yang terbentuk.
D. Berdasarkan Perubahan Temperature Reaktor
Gambar 4.11 Hubungan Temperatur Reaktor dengan Yield Coke
Menunjukan bahwa dengan kenaikan temperatur reaktor terjadi
kenaikan yield coke.Catalytic coke merupakan reaksi biomolecular.Catalytic coke
8,8
9
9,2
9,4
9,6
9,8
10
10,2
719,7 720,5 723,9 725,8 727,8 735,7 735,7
YieldCoke
Temperature lower regenerator
YIELD COKE VS TEMPERATUR LOWER REGENERATOR
8,89
9,2
9,4
9,6
9,8
10
10,2
524,3 524,5 524,9 525,1 528 536,5 536,5
YieldCoke
Temperatur Reaktor
YIELD COKE VS TEMPERATUR REAKTOR
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
35/37
35PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
ini terbentuk ion carbenium (R-CH2)+.Ion Carbenium dapat terbentuk dari
penambahan proton ke olefin ataupun dengan menghilangkan hydrogen dan dua
electron dari paraffin.Contoh reaksinya adalah sebagai berikut : Penambahan Proton @Bronsted Site
R-CH=CH-CH2- CH2- CH3+H+R-C+H- CH2- CH2- CH2- CH3
Penghilangan H- @Lewis Site
R- CH2- CH2- CH2- CH3R-C+H- CH2- CH2- CH3
Ketika terbentuk ,ion carbenium dapat mengalami beberapa reaksi.Terdapat tiga
reaksi yang dominan,salah satunya reaksi transfer hidrogen.Menurut
teori,kecepatan reaksi transfer hidrogen berbanding lurus dengan peningkatan yield
coke.Reaksi transfer hidrogen ini memproduksi senyawa tak jenuh dan multi ring
aromatic yang merupakan senyawa utama pembentuk coke.Senyawa tak jenuh ini
terdiri dari olefin,diolefin,dan multu ring polycyclic olefin yang sangat reaktif dan
dapat terpolimerisasi sehingga terbentuk coke.Oleh karena itu kenaikan temperatur
reaktor mengakibatkan reaksi transfer hidrogen meningkat.Peningkatan reaksi ini
berakibat pada bertambahnya produksi coke.
(Sadeghbeigi,1995)
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
36/37
36PSD III Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1. Proses cracking merupakan teknologi proses yang berfungsi untuk merengkah
atau memotong rantai hidrokarbon yang panjang menjadi rantai hidrokarbon
yang lebih pendek.
2. Proses penting yang terjadi pada Residu Catalyst Cracking adalah : Cracking,
Isomerasi,Transfer hidrogen,Transfer alkil group, Cyclisasi olefin menjadi
napthene,Daelkylasi, Dehidrogenisasi, Reaksi kondensasi.
3. Energi unit RCC sebagian berasal dari panas pembakaran coke didalam
Regenerator dan panas produk yang keluar dimanfaatkan untuk memanaskan
feed dengan menggunakan Heat Exchanger.
4. Kenaikan yield coke dipengaruhi oleh kenaikan MCRT,Temperatur
Reaktor,Temperatur Lower Regenerator dan Udara ke Regenerator.
5.2 SaranUntuk perhitungan heat balance, diperlukan data data aktual untuk
menunjang hasil perhitungan yang komprehensif.
-
7/25/2019 Tugas Khusus Pertamina Balongan Unit RCC
37/37
PSD III Teknik Kimia Fak ltas Teknik
DAFTAR PUSTAKA
Perry,R.H.,and Green,1997,Perry,s Chemical Engineers Hand Book,7th
edition,McGraw-Hill Book.,New York
Pertamina,1993, Pedoman Operasi Kilang di PERTAMINA UP-VI Balongan,
Balongan
Sadeghbeigi,Reza.1995.Fluid Catalytic Cracking handbook : desgin, operation,
and troubleshooting of FCC facilities. Gulf Publishing Company,
Houston, Texas