252
suhu maka makin tinggi pula kecepatan reaksi tetapi konversi tidak banyak dipengaruhi oleh reaksi, suhu reaksi antara 300 – 450
o
F tergantung dari jenis reaksi yang diinginkan.
b. Tekanan.
Umumnya berpengaruh dan menaikkan konversi. Tekanan dipakai reaktor tergantung selektif atau non selektif.
Selektif = polymerisasi lebih rendah dari pada non selektif berkisar 900 – 1000 psig. Dari hasil penelitian kondisi operasi tidak mempengaruhi kualitas.
c. Waktu Kontak.
Pengaruh kontak time biasanya dihubungkan dengan space vilocity dari reaksi polimerisasi makin rendah space vilocity konversi makin tinggi karena kontak
time makin besar. Dalam reaksi polimerisasi space vilocity berkisar antara 0,25 sd 0,35 gallon feedlb katalis.jam.
Kecepatan feed gallonjam SPV =
Jumlah katalis lb Jumlah olefin yang bereaksi
Konversi = Jumlah olefin yang ada dalam feed
Konversi dalam polimerisasi berkisar 80 - 95.
d. Komposisi Feed Stock.
Terpengaruh terhadap konversi maupun kualitas produk, terutama ditentukan dalam olefin content makin tinggi olefin content makin besar pada kondisi
suhu, tekanan dan kontak time yang konstant. Olefin content berlebihan menyebabkan reaksi berlebihan dan dalam hal
isotermis maka menghasilkan side produk yang tidak diinginkan.
253
Disamping itu mempengaruhi beban pendingin tersedia atas pertimbangan desain unit, regenerasi didasarkan atas olefin content antara 35 – 50. Untuk
meninggalkan kadar olefin berlebihan dalam sistim dilengkapi recycle feed berupa butan.
Sisa reaksi yang telah dipolimer dan relatif mengandung olefin rendah max 10.
3. Catalyst Life Umur Katalis.
Umur katalis biasa dinyatakan dengan jumlah gallon polimer yang diproduksilb katalis yang dipakai.
Catalyst Life dipengaruhi :
a. Tekanan. b. Racun Katalis
c. Acidity Catalyst keasaman katalis
Katalis life polimerisasi unti umumnya sekitar 150 – 250 lbgallon dengan memakai katalis asam phospat.
Catalyst life untuk 700 dapat dipakai polimerisasi butilin dengan memakai Copper piro phospat charcho.
a. Tekanan.
Tekanan mempunyai pengaruh yang positip terhadap katalis life karena pada P yang tinggi pembentukan polimer dengan BM yang tinggi produk tar
berkurang sehingga reaksinya dapat berlangsung efektif sedangkan pada tekanan rendah terjadi sebaliknya.
b. Racun Katalis.
254
Senyawa Nitrogen bersifat basis pengaruhnya sangat kuat dalam kadar yang kecil cukup meracuni katalis. Pada kadar 0,1 – 0,2 wt dapat menyebabkan
performance unit polimerisasi merosot. Kadar N dalam feed dibatasi tidak boleh lebih dari 50 ppm untuk
mempertahankan catalist life 200 galllb. Keracunan senyawa N disebabkan sifat basa menetralkan sebagai calatyst sehingga menurunkan aktifitasnya, ini
dapat ditentukan dengan perubahan kadar keasamannya atau asam dengan adanya 0,2 . Senyawa N dalam feed penurunan keasaman dapat mencapai
2. Senyawa belerang ternyata tidak berpengaruh pada aktifitas catalist tetapi
penghilangan senyawa belerang dalam feed perlu untuk memperbaiki blending value dan lead respont dari polimer yang dihasilkan.
c. Acidity Catalist.
Keasaman harus dijaga konstan dengan injeksi air untuk mengimbangi air yang menguap pada shu dan tekanan reaksi. Injeksi air yang berlebihan dapat
menyebabkan penurunan keasaman katalis, menyebabkan partikel katalis menjadi lemah mudah terbawa ke reaktor kedalam recovery.
Injeksi air yang kurang berarti keasaman naik menyebabkan produk hight polimer dan tar sehingga aktifitas katalis berkurang. Kedua keadaan diatas
baik injeksi air yang berkurang maupun yang berlebihan berakibat membatasi umur katalis ini ditandai dengan kenaikan pressure drop yang tinggi pada
reaktor dan memenuhi kesulitan pada pemilihan katalis karena terjadi katalis yang lengket pada tube bahwa injeksi air harus memenuhi harga yang tertentu
sesuai pada kondisi operasi. Biasanya injeksi air yang cukup ialah untuk menjaga asam konsentrasi asam
katalis berkisar 103 – 110.
255
Tabel : 13 – 1 Umpan dan Produk
Typical Feed dan Product Feed
Tekanan Conversi
Inspection Polimer Gravity
o
API RVP, psig
Copper Number Bromine Number
Gum ASTM mg100 cc ASTM Dist
o
K
IBP 10
50 90
FBP Octane Rating
RON clear RON + 3 cc TEL
Campuran C
3
C
4
500 – 1000 psig 90 on feed
61 2 – 25
5 – 10
140 1 – 3
175 216
250 350
400
98 101
256
Gambar : 13 – 1 Unit Polimerisasi
257
BAB. XIV ISOMERISASI
A. PENDAHULUAN. Dalam industri modern kilang dilengkapi dengan proses-proses katalitik untuk
memperbaiki angka oktan gasoline, untuk merubah gas-gas menjadi gasoline dengan ON tinggi, untuk memisah fraksi-fraksi berat menjadi gasoline dan menjadi gas-gas
sehingga menjadi bahan baku petro chemical plant. Isomerisasi merupakan salah satu dari proses-proses tersebut disamping proses-
proses lainnya seperti :
- Reforming. - Polimerisasi
- Alkylasi - Cracking dan lain-lain.
Isomerisasi terjadi pada reaksi catalitic reforming disamping mekanisme lainnya rekasi isomerisasi tersendiri telah diselidiki dan dikembangkan secara komersial pada PD II
dengan adanya dimana permintaan AVGAS yang meningkat yaitu isomerisasi normal butan menjadi iso butan, normal pentan, normal hexan menjadi iso pentan dan iso
hexan. Iso butan yang akan menghasilkan alkylat maupun iso pentan maupun iso hexan kesemuanya merupakan komponen dari avgas. Dengan perkembangan industri
petrokimia telah diselidiki dalam lab, kemudian dikembangkan menjadi ortho dan metha xylene menjadi para xylene.
Ada 4 macam reaksi isomerisasi seperti :
258
- Reaksi cracking - Reaksi reforming
- Reaksi alkylasi - Reaksi polymerisasi.
Maka proses isomerisasi dapat dilakukan dengan 2 macam cara :
1. Isomerisasi Thermis 2. Isomerisasi Catalist.
1. Isomerisasi Thermis.
Reaksi ini merupakan penemuan pertama, sekarang tak banyak dilakukan lagi namun demikian ini merupakan dasar untuk mengembangkan reaksi katalitik.
Reaksi isotermis terjadi pada kondisi yang cukup tinggi T = 500 – 550
o
C dan P = 60 70 kgcm
2
.
2. Isomerisasi Catalyst.
Reaksi isomerisasi secara katalis inilah yang dipakai dasar proses isomerisasi secara plant. Catalyst yang dipakai dapat berupa asam atau basa umumnya
catalyst yang bersifat asam lebih banyak dipakai hanya isomerisasi senyawaolefin menggunakan catalist yang bersifat basa. Katalis umumnya adalah AlCl
3
unhidroust. - AlCl
3
+ HCl unhydrous - AlCl
3
+ bouxit - AlCl
3
dilarutkan dalam SbCl
3
yang dicairkan.
Tetapi kemudian pemakaian katalis berkembang dengan dipakainya kombinasi cracking dan hydrogen katalis seperti misalnya :
- Ni – Silika Alumina - Ni – Pt Nikel Platina
259
B. REAKSI ISOMERISASI. Reaksi isomerisasi thermis berjalan melalui mekanisme radikal bebas free radical
mekanisme. Dalam mekanisme ini dengan adanya energi akan terbentuk radikal bebas free radical tiap radikal bebas ini yang bersifat labil reaktif mengikat satu
atom hydrogen dari reaktor dan membentuk free radical. Radikal bebas inilah yang struktur membentuk radikal dengan yang lain.
Dengan demikian terbentuk hasil isomerisasi dari isomer, setelah bereaksi secara singkat mekanisme sebagai berikut :
R + R
l
H RH + H
R
l
R
ll
R
ll
+ R
l
H R
ll
H + R
l l
R
l l
R
ll
R
ll
+ R
l
H R
ll
H + R
l l
Dst R, R
l
, R
ll
= free radical R
ll
adalah isomer dari R
ll
Reaksi siomerisasi catalyst berlangsung melalui mekanisme pembentukan carbonium ion yaitu hydro karbon kehilangan 1 electron.
Pembentukan karbonium ion dapat terjadi dalam beberapa cara :
1. Penambahan proton dari asam kepada senyawa olefin. HX + = C = C =
[ H – C – C
+
] + X
-
Acid Olefin Carbonium ion Anion
2. R – Cl + Al Cl
3
R
+
+ AlCl
4 -
Alkyl Halid Carbon
Ion
