MAKALAH TEKNOLOGI MINYAK BUMI

Proses Alkilasi

Disusun Oleh :

Kelompok 1 / 5 EG A

Melly Agustia Fortienawati 061140411504

Dyan Mentary Dwi Octaria 061140411498

Mahatir Marliansyah 061140411503

Mutiara Putri 061140411507

Instruktur : Zurohaina, S.T, M.T

TEKNIK KIMIA PROGRAM STUDI S1 (TERAPAN) TEKNIK ENERGI

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Minyak bumi dan gas alam diduga berasal dari jasad renik lautan, tumbuhan dan

hewan yang mati sekitar 150 juta tahun yang lalu. Dugaan tersebut didasarkan pada

kesamaan unsur-unsur yang terdapat dalam bahan tersebut dengan unsur-unsur yang

terdapat pada makhluk hidup. Sisa-sisa organisme itu mengendap di dasar laut, kemudian

ditutupi oleh lumpur yang lambat laun mengeras karena tekanan lapisan diatasnya sehingga

berubah menjadi batuan. Sementara itu bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa organisme itu

sehingga menjadi minyak bumi dan gas yang terperangkap di antara lapisan-lapisan kulit

bumi. Proses pembentukan minyak bumi dan gas ini membutuhkan waktu yang sangat lama.

Bahkan sepanjang umur kita pun belum cukup untuk membuat minyak bumi dan gas. Jadi

kita harus melakukan penghematan dan berusaha mencari sumber energi alternatif.

Proses pengolahan minyak bumi sangat berbeda antara satu kilang dengan kilang

yang lain disebabkan karena perbedaan jenis dan sumber minyak mentahnya. Walaupun cara

pengolahannya tersebut prosesnya sama namun metodanya tergantung pada Jenis minyak

yang diolah, Permintaan produk dan daerah pemasaran,Peralatan yang tersedia dan Faktor-

faktor pertimbangan ekonomis lainnya.

Minyak bumi biasanya berada pada 3-4 km di bawah permukaan. Untuk mengambil

minyak bumi tersebut harus dibuat sumur bor yang telah disesuaikan kedalamannya. Minyak

mentah yang diperoleh ditampung dalam kapal tangker atau dialirkan ke kilang minyak

dengan menggunakan pipa. Minyak mentah yang tadi diperoleh belum bisa dimanfaatkan

sebagai bahan bakar maupun keperluan lainnya.

Minyak mentah tersebut haruslah diolah terlebih dahulu. Mengetahui proses

pengelolahan minyak bumi sangat penting karena pada prosesnya terdapat Produk-produk

yang diharapkan dari suatu kilang dapat berupa bahan bakar minyak (BBM) dan non BBM

yang menunjukkan perbedaan pemakaian metoda untuk memprosesnya. Untuk mahasiswa

jurusan teknik kimia progam studi teknik energi setidaknya harus mengetahui proses

pengolahan minyak bumi secara kimia, yang terdiri dari Proses Perengkahan (Cracking),

Proses Pembentukan Kembali (Reforming), Proses Penggabungan molekul, terdiri dari

Polimerisasi dan Alkilasi.

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini, sebagai berikut :

1. Bagaimana proses alkilasi pada pengolahan minyak bumi ?

2. Bagaimana reaksi alkilasi dalam katalis dan termis ?

3. Apa saja katalis alkilasi yang di gunakan pada proses pengolahan minyak bumi

dan beberapa zat pengalkilat yang terdapat pada proses tersebut ?

4. Apa saja zat yang di alkilasi pada proses pengolahan minyak bumi?

5. Menjelaskan Unit proses alkilasi yang di gunakan pada proses ?

1.3 Tujuan dan Manfaat

Adapun tujuan dan manfaat yang ingin dicapai, sebagai berikut :

1. Dapat mengetahui proses dan reaksi pengolahan minyak bumi dengan

menggunakan proses Alkilasi dalam pengolahan minyak bumi.

2. Dapat menjelaskan perbedaan antara alkilasi katalis dan alkilasi termis

3. Mengetahui unit proses alkilasi, zat-zat yang berhubungan untuk alkilasi dan zat

pengalkilatnya.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Alkilasi

Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang

lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini menggunakan katalis asam kuat seperti

H2SO4, HCl, AlCl3 (suatu asam kuat Lewis). Pada proses yang umum dilakukan di

pengilangan minyak, isobutana di alkilasi menggunakanalkena alkena yang memilik MR

rendah (biasanya campuran dari propilena dan butilena) dan menggunakan katalis yang

bersifat asam kuat, antara asam sulfat (H2SO4) atau asam fluorida (HF).Pada pengilangan

minyak proses tersebut biasa disebut unit alkilasi asam sulfat (SAAU) atau unitalkilasi

fluorida (HFAU). Katalis tersebut memprotonasi alkena (campuran propilena dan

butilena)untuk memproduksi karbokation ang reaktif, yaitu isobutana teralkilasi. Reaksi

tersebut terjadi padatemperatur menengah (0 dan 300C) pada reaksi 2 fasa.

Sangatlah penting untuk menjaga kadar isobutan terhadap alkena tetap tinggi. Hal

tersebut dilakukan untuk mencegah reaksi samping yang menghasilkan produk dengan nilai

oktan rendah. Kedua fasa tersebut dipisahkan secara spontan,sehingga fasa asam tersebut

tercampur secara cepat dengan fasa hidrokarbon untuk menghasilkan luas permukaan kontak

yang cukup.Produk yang dihasilkan disebut zat turunan alkil dan terkandung dalam campuran

yangmengandung oktana yang tinggi, ikatan cabang dari hidrokarbon jenis parafin

( kebanyakanisopentana dan isooktana). Zat turunan alkil adalah perpaduan didalam bensin

pada umumnya karena zat ini memiliki sifat anti-knocking dan terbakar secara bersih. Zat

turunan alkil juga merupakan komponen utama didalam avgas (bahan bakar pesawat).

Bilangan oktan dari zat turunan alkil bergantung dari alkana turunan yang digunakan dan

pada kondisi operasi tertentu. Sebagai contoh,isooktana yang diperoleh dari pencampuran

butilena dengan isobutena akan memiliki bilangan oktansebesar 100.

Pada umumnya minyak mentah hanya memiliki kandungan 10 sampai 40 persen

unsur hidrokarbon, oleh karena itu pengilangan menggunakan proses FCC untuk

mengkonversi hidrokarbon dengan MR yang tinggi menjadi hidrokarbon yang lebih rendah

MR-nya dan menjadi zat yang mudah menguap, yang setelah itu dikonversi lagi menjadi

cairan kembali. Proses alkilasi mengubah alkena dan molekul iso-parafin dengan MR rendah

menjadi iso-parafin dengan MR yang lebih besar dan memiliki nilai oktan yang tinggi

pula.Penggabungan antara perengkahan, polimerisasi, dan alkilasi akan memberikan hasil

pada perolehan bensin hingga 70 persen dari minyak mentah awal. Proses yang lebih lanjut,

seperti sklikisasi dari parafin dan dehidrogenasi dari naftena membentuk hidrokarbon

aromatik di dalam pembaruan secara katalitik (catalytic reformer), juga telah dikembangkan

untuk meningkatkan nilai oktan dari bensin. Pengilangan yang moderen dapat memproduksi

banyak jenis bahan bakar dengan spesifik performa dengan satu jenis umpan mentah.Pada

seluruh rentang proses pengilangan, alkilasi sangatlah penting karena dapat meningkatkan

perolehan bensin dengan bilangan oktan tinggi. Tetapi, tidak semua pengilangan memiliki

pabrik alkilasi.

Pengilangan memeriksa apakah akan ada peningkatan yang siknifikan apabila pada

pengilangan tersebut dipasang unit alkilasi. Hal ini disebabkan karena unit alkilasi sangatlah

kompleks, dengan skala ekonomi. Produk alternatif dari pengilangan alkilasi dapat berupa

LPG, pencampuran dari lajuC-4 secara langsung kedalam bensin dan bahan baku untuk

pabrik zat kimia.Ketersediaan dari katalis yang cocok juga merupakan faktor pentinga untuk

menentukanapakah perlu didirikan pabrik alkilasi. Jika asam sulfat yang digunakan, volume

yang dignifikansangat diperlukan. Jalur masuk yang cocok dengan pabrik juga dibutuhkan

untuk memasok asam yangmasih segar dan pembuangan asam yang telah dipakai. Jika pabrik

asam sulfat dibangun untuk mendukung unit alkilasi, konstruksi harus memiliki dampak yang

siknifikan terhadap persyaratan- persyaratan dasar untuk modal dan biaya operasi.

Secara alternatif sangatlah mungkin untuk memasang proses WSA (Wet Sulfuric

Acid) untuk meregenasi asam yang telah jenuh. Tidak ada pengeringan dari gas. Ini berarti

tidak akan ada kehilangan asam, tidak ada material bersifat asamyang terbuang dan tidak ada

panas yang hilang pada proses pemanasan kembali gas. Kondensasi yang selektif pada

kondensor WSA menjamin asam yang teregenasi akan memiliki adar 98% w/w

bahkandengan gas proses yang lembab. Sangatlah mungkin untuk menggabungkan regenerasi

asam yangterpakai dengan pembuangan asam sulfat dengan menggunakan asam sulfat

sebagai bahan bakar.Katalis kedua yang biasa digunakan dalam proses alkilasi ini adalah

asam fluorida. Lajukonsumsi HF pada pabrik alkilasi jauh lebih rendah dibandingkan bila

menggunakan asam sulfat.Pabrik yang menggunakan HF dapat memproses campuran bahan

baku dengan rentang yang lebar dandicampur dengan propilena dan butilena.

Pabrik dengan HF juga memproduksi zat turunan alkildengan nilai oktan yang lebih

baik daripada pabrik dengan asam sulfat. Tetapi, karena sifat yang berbahaya dari material,

HF digunakan pada lokasi tertentu dan transportasinya harus dilakukansecara ketat. Alkilasi

dengan menggunakan HF memiliki 2 cara yaitu dengan cara phillips dan UOP.Berikut ini

ditampilkan contoh proses dengan kedua cara tersebut.

Reaksi secara umum adalah sebagai berikut:

RH + CH2=CR’R’’   R-CH2-CHR’R”

Secara kimia reaksi alkilasi dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu :

1. Alkilasi Katalis

Suhu reaksi berkisar antara 30 – 1050F dan tekanan 1 atm – 150 psig. Katalis yang

banyak digunakan, yaitu :

a. Proses Alkilasi Asam Fluorida diperkenalkan oleh Phillips Petroleum

Company pada tahun 1942.

b. Proses Alkilasi Aluminium Khlorida di operasikan oleh Phillip selama Perang

Dunia.

c. Proses Alkilasi Katalis Asam Sulfat telah di mulai di Amerika Serikat pada

tahun 1938 oleh Shell Oil Company. Pada proses ini, komponen gasolin

dengan angka oktan tinggi dibuat melalui reaksi isobutana dengan olefin.

Butilen merupakan senyawa yang paling umum dipakai, karena produk yang

dihasilkan mempunyai kualitas tinggi dan dapat diperoleh hanya dengan

sedikit Asam Sulfat dibandingkan dengan olefin lainnya, jika diproses pada

kondisi operasi yang sama.

2. Alkilasi Termis

Alkilasi termis adalah alkilasi yang mengolah Etilen yang diikuti oleh Propilene,

Butane dan Isobutilene dengan bantuan panas. Suhu reaksi berkisar 9500F dan tekanan

sekitar 3000-5000 psia. Proses Alkilasi termis yang komersil telah di bangun oleh

Phillips Petroleum Co untuk membuat neoheksana. Alkilasi ini menggunakan Etilene

dan Isobutana sebagai reaktan untuk membuat neoheksana.

Zat-zat Pengalkilasi :

1. Olefin : etilena, propilena, butilena.

RH harus banyak karena olefin mudah mengalami polimerisasi.

2. Alkohol ROH : metanol dan etanol.

Digunakan pada pembuatan eter, isopropil eter, etil eter, naphtil metil eter.

3. Alkil Halogenida : R’X , sangat reaktif tetapi mahal.

RH + R11X RR1 + HX

RNa + R1X RR1 + NaX

Pb(Na)y + y R1X Pb(R1)y + yNaX

4. Alkil sulfat

- Yang sering digunakan adalah dimetil sulfat, metil hidrogen sulfat dan

dietilsulfat.

- Alkil sulfat rantai panjang digunakan pada beberapa hal saja.

- Dimetil sulfat sangat beracun dan harus ditangani secara hati-hati.

- Alkil sulfat digunakan untuk mendapatkan senyawa dialkil eter, alkil aril eter, etil

selulosa dan polivinil eter.

Zat-zat yang dialkilasi

1. Alkana

Pada umumnya alkana hanya dapat dialkilasi dengan olefin. Dalam alkilasi alkana, perlu

dibedakan dua kelompok :

a. alkana lurus : hanya bisa dilakilasi dengan mekanisme radikal bebas, pada suhu

tinggi

b. alkana bercabang : lebih mudah dialkilasi dengan mekanisme ion.

2.2 Proses alkilasi

Proses alkilasi dari umpan campuran antara molekul olefin C3/C4/C5 dan isoparafin

C4     dengan bantuan katalis asam, adalah untuk pembuatan produk alkilat berangka oktana

tinggi yang merupakan salah satu komponen utama bensin

Umpan olefin yaitu propilena, butilena dan amilena diperoleh dari proses rengkahan

baik termal (coking dan visbreaker) maupun katalitik (rengkahan katalitik). Sumber

isoparafin seperti isobutana dan isopentana dihasilkan dari proses perengkahan katalitik,

reformasi katalitik, penghidrorengkahan dan proses isomerisasi butana dan pentana.

Isobutana lebih banyak dipakai pada proses alkilasi daripada isopentana yang dapat langsung

dipakai sebagai komponen bensin. Umpan olefin dan iso-parafin harus kering dengan

kandungan sulfur rendah untuk mengurangi kebutuhan katalis asam dan menjaga mutu

produknya. Rasio tinggi antara iso-butana dan olefin menghasilkan produk alkilat berangka

oktana tinggi dengan titik didih akhir rendah. Angka oktana (RON) produk alkilat dari

berbagai jenis umpan olefin propilena, butilena, isobutilena, amilena dan propilena/ butilena

adalah sekitar 88–97. Karakteristik produk alkilat dari berbagai jenis umpan olefin disajikan

pada Tabel 3.25.

Pada temperatur tinggi, reaksi akan menghasilkan produk alkilat berangka oktana

tinggi dengan titik didih akhir rendah, tetapi reaksi alkilasi tidak berjalan baik pada

temperatur <35oC. Proses alkilasi dengan katalis asam sulfat lebih sensitive terhadap

temperatur reaktor daripada dengan katalis asam fluorida. Tekanan operasi harus cukup untuk

menjaga hidrokarbon umpan dan katalis asam dalam keadaan cair. Pada kondisi operasi yang

sama, karakteristik produk alkilat tidak berbeda banyak bila menggunakan katalis asam baik

asam sulfat maupun asam fluoride.

2.3 Reaksi Alkilasi

Reaksi alkilasi dengan katalis asam dimulai dengan pembentukan ion karbonium

(C+4H9 ) dengan mentransfer proton (H+) dari katalis asam ke molekul umpan olefin, dan

kemudian ion karbonium tersebut berkombinasi dengan molekul umpan isobutana untuk

menghasilkan kation tertier butil (iso C+ 8H9). Reaksi antara kation tertier butil tersebut

dengan umpan butilena-1 dan butilena-2 akan membentuk masing-masing ion karbonium

oktil (iso C+8H17) dengan dua cabang (dimetil) dan tiga cabang (trimetil) yang selanjutnya

akan bereaksi dengan molekul umpan isobutana untuk menghasilkan produk alkilat isooktana

yaitu masing-masing bercabang dua dan tiga metal.

Mekanisme Reaksi Alkilasi

Dengan isomerisasi umpan butilena-1 menjadi butilena-2 yang kemudian

berkombinasi dengan umpan isobutana, maka produk alkilasi akan menghasilkan isooktana

bercabang tiga metil, berangka oktana lebih tinggi. Salah satu reaksi penting dalam proses

alkilasi propilena adalah terbentuknya isobutilena dari hasil kombinasi kedua molekul umpan

propilena dan isobutana, dan berkombinasinya molekul isobutilena tersebut dengan umpan

isobutana akan menghasilkan produk isooktana bercabang tiga metil yang berangka oktana -

RON -100. Isobutilena tersebut terbentuk dengan timbulnya transfer hidrogen dari isobutana

ke propilena. Reaksi alkilasi adalah eksotermis dengan pelepasan panas reaksi sekitar

124.000–140.000 BTU per barel isobutana bereaksi.

2.4 Katalis Alkilasi

Katalis asam sulfat dan asam fluorida kuat digunakan pada proses alkilasi umpan

olefin dan isoparafin. Kekuatan asam kedua katalis tersebut harus dijaga di atas 88% berat

agar supaya tidak terbentuk reaksi polimerisasi. Asam sulfat mengandung SO3 bebas atau

berkonsentrasi di atas 99,3% berat dapat menimbulkan reaksi samping polimerisasi.

Kekuatan optimal asam fluorida adalah sekitar 82–93% berat dengan kadar air 1% volume.

Untuk menjaga kekuatan asam sulfat >88% berat, maka sebagian katalis yang telah dipakai

diganti dengan katalis baru asam sulfat 99,3 % berat. Pemakaian katalis asam fluorida adalah

sekitar 18–30 lb per barel produk alkilat.

Kelarutan isobutana di dalam fase asam hanya sekitar 0,1% berat di dalam katalis

asam sulfat, dan 3% berat di dalam katalis asam fluorida. Terlarutnya sebagian kecil polimer

bersama olefin di dalam katalis asam akan dapat menaikkan kelarutan isobutana di dalam

katalis asam tersebut. Olefin lebih mudah larut daripada isobutana di dalam fase asam. Rasio

antara katalis asam dan umpan hidrokarbon dapat mengontrol derajat kontak antara katalis

dan hidrokarbon.

Rasio rendah akan menghasilkan produk alkilat berangka oktana rendah dengan titik

didih akhir tinggi, sedang kelebihan katalis asam di dalam reaktor akan terjadi pada rasio

tinggi. Berdasarkan hasil penelitian, pada suatu kondisi proses alkilasi tertentu dapat

diperoleh rasio optimal antara katalis asam dan hidrokarbon umpan. Karakteristik produk

alkilat dengan katalis asam sulfat dan asam fluorida disajikan pada.

2.4.1 Alkilasi Asam Sulfat

            Pada proses alkilasi asam sulfat, komponen gasoline dengan angka oktan tinggi dibuat

melalui reaksi isobutana dengan olefin. Butilena merupakan senyawa yang paling umum dipakai,

karena produk yang dihasilkan mempunyai kualitas tinggi dan dapat diperoleh hanya dengan

sedikit asam sulfat dibandingkan dengan olefin lainnya, jika diproses pada kondisi operasi yang

sama.

Didalam industri minyak bumi, umpan isobutana dan butilena sebagian besar berasal dari

hasil perengkahan berkatalis. Isobutana sebagian kecil juga terdapat dalam minyak mentah

bersama-sama dengan normal butane. Reaksi yang terjadi pada alkilasi dengan asam sulfat

sebagai katalis adalah :

            Umpan Butana-butilena (BB) yangberasal dari berbagai operasi perengkahan adalah suatu

campuran isobutilena, butilena-1, butilena-2, isobutana dan normal butane dengan sedikit

butadiene. Semua olefin-olefin ini termasuk kedalam reaksi yang akan menghasilkan alkilat.

Alkilat tersebut esensinya merupakan campuran 2,2,4 trimetil pentane : 2,2,3 trimetil pentane dan

2,3,4 trimetil pentane.

Secara garis besar unit alkilasi itu terdiri menjadi 3 bagian yaitu :

1. Bagian Reaktor dan Treating

2. Bagian Pendingin

3. Bagian Fraksionasi

Umpan masuk reactor adalah isobutana yang konsentrasinya tinggi dengan kemurnian 85-

90 % (berat), stok olefin yang biasanya campuran BB dari berbagai hasil operasi perengkahan

dan reforming. Kedua jenias umpan tersebut bila diperlukan dipanaskan dengan larutan soda

untuk memisahkan H2S dan merkaptan yang terdapat didalam umpan. Kadar soda dalam larutan

dicuci. Pencucian soda (soda setter) dijaga 5-6 oBe atau 2 % NaOH. Untuk menekan terjadinya

reaksi samping \, terutama polimerisasi, maka dipakai umpan isobutana dalam jumlah yang besar,

sekitar 4-5 kali jumlah olefin. Didlam reactor terjadi daur-ulang antara isobutana dan asam sulfat

jenuh dengan isobutana yang akan menaikkan nisbah isobutana/olefin didalam reactor menjadi

400-500.

Jika menggunakan asam sulfat sebagai katalis, maka reaksi harus terjadi pada suhu

rendah untuk menekan terjadinya reaksi berkelanjutan atau polimerisasi. Suhu reactor biasanya

dijaga sekitar 7oC atau 45oF, dimana suhu operasi beragam antara 0-20 oC atau 32-68 oF. Operasi

pada suhu dibawah 0 o tidak menarik karena dapat menaikkan viskositas emulsi campuran

asam/hidrokarbon dan memberi kemungkinan terjadinya pembekuan asam sehingga menyulitkan

dalam operasinya. Sebaliknya suhu diatas 20oC juga tidak menarik karena samngat cenderung

mempercepat reaksi polimerisasi yang akan menyebabkan kenaikan konsumsi asam dan

menurunkan yield alkilat. Tekanan operasi tidak begitu berpengaruh terhadap efisiensi alkilasi.

Tekanan system harus tinggi untuk menjaga hidrokarbon berada dalam fasa cairan dan perbedaan

hidraulik cukup untuk mengatur fluida mengalir dalam system reactor. Untuk maksud tersebut

reactor biasanya beroperasi pada tekanan sekitar 7 kg/cm2.

Katalis asam sulfat dengan konsentrasi 98% (berat) dimasukkan secara terus-menerus

atau dengan secara injeksi asam dari belakang. Nisbah asam dan hidrokarbon didalam reactor

adalah 1:1. Penambahan asaam segar didalam reactor dilakukan apabila konsentrasinya kurang

dari 88% (berat). Kualitas alkilat. Yoeld alkilat dan umur katalis asam merupakan fungsi daripada

komposisi umpan masuk dan kondisi operasi dalam reactor.

Tabel dibawah ini memperlihatkan beberapa data yield yang diperoleh apabila alkilasi

isobutana dilaksanakan dengan berbagai olefin yang berbeda. Yield tersebut secara luas

dipengaruhi oleh kondisi operasi, tetapi mudah melihat bahwa perbedaan yang sangat besar

dalam yield alkilat terjadi karena menggunakan umpan olefin yang berbeda. Umur katalis

dipertimbangkan dipengaruhi oleh umpan olefin. Berbagai umur katalis dapat diharapkan terlihat

pada table dibawah. Pengaruh umpan olefin terhadap kualitas alkilat dapat juga terlihat pada table

diatas. Harga-harga yang diberikan untuk propilena,butilena dan amilena saja, karenaproduk yang

deperoleh langsung dari butilena.

Proses lain yang juga merupakan modifikasi proses alkilasi asam sulfat adalah alkilasi

keluaran refrigerasi (Effluent Refrigeration Alkylation) dimana dijaga nisbah umpan yang tinggi

antara isobutana dan olefin-olefin seperti propilena, butilena dan amilena untuk mendapatkan

alkilat yang lebih banyak untuk digunakan sebagai komponen avgas dan bahan bahan baker

motor. Proses ini dikembangkan oleh Stratford Engineering Corp. keluaran reactor dipakai

sebagai refrigerant utnuk mengendalikan suhu reactor (45-50o) dan pada waktu yang sama

memisahkan isobutana sebagai daur ulang.

2.4.2 Alkilasi Asam Fluorida

Alkilasi dengan menggunakan asam fluoride sebagai katalis telaah dijumpai dalam 2

kelompok operasi pengilangan minyak. Pertama dalam pembuatan komponen dasar utnuk

deterjen sintesis, yang diperoleh dari alkilasi benzene dengan olefin yang sesuai, seperti propilena

tetramer, olefin yang diturunkan dari perengkahan lili, dan lain-lain. Alkilasi ini banyak dijumpai

dalam bidang petrokimia. Kedua dalam pembuatan komponenen blending untuk avgas yang

berkualitas tinggi melalui alkilasi isobutana dengan propilena, butilena dan pentilena (amilena).

Proses alkilasi asam fluoride utnuk pembuatan komponen dasar avgas ini telah

dikembangkan oleh Philips Petroleum Company dan oleh UOP Company. Operasi proses ini

sangan sama dengan operasi alkilasi asam sulfat. Perbedaannya yang sangat penting adalah

terletak adalah pada pengolahan asam bekas yang siap dan terus-menerus dapat diregenerasi

sehingga konsumsi asam flourida sangat sedikit. Regenerasi asam bekas ini dipengaruhi oleh cara

destilasi yang sangat sederhana, dimana asam dapat dipisahkan dari caampurab azeotrop H2O-HF

dan polimer yang terbentuk dari proses alkilasi. Titik didih HF pada tekana 1 atm adalah 19,4 oC

dan berat jenisnya 0.988. Tanpa proses regenerasi, baik air maupun polimer akan terakumulasi

didalam asam dan akan berpengaruh buruk terhadap yield dan kualitas produk. Asam yang sudah

diregenerasi didaur ulang kedalam reactor.

Pada alkilasi isobutana dengan butilena, proses alkilasi HF memproduksi suatu alkilat

yang mengeandung 2,2,3 trimetil pentane yang persentasenya lebih besar daripada proses alkilasi

asam sulfat. Angka oktan alkilat yang dihasilkan sangat tergantung pada jenis olefin sebagai

berikut :

            i-C4H10 + i-C4H8                  iso Oktana (ON = 92-94 )

            i-C4H10 + i-C5H10                 iso Nonana (ON = 90-92 )

i-C4H10 + i-C3H6                  iso Oktana (ON = 89-91 )

 2.4.3 Alkilasi Asam Posfat

Alkilasi menggunakan asam posfat dimaksudkan untuk memprodukasi isopropyl

benzene atau kumen dengan mereaksikan propilena dengan benzene. Katalis asam posfat

berbentuk padatan dapat mengendung campuran kieselguhr, tepung, magnesia, seng khlorida,

seng oksida dan lain-lain yang dikalsinasi pada suhu 180-250 oC. Nisbah benzene dan

propilena dijaga pada 6/1 atau lebih besar, dan yield yang diperoleh sekitar 96%(V) kumen

dan 4% (v) adalah alkilat aromatic berat.

2.5 Unit Proses Alkilasi 

Umpan olefin dan isobutana harus kering dengan kadar sulfur rendah untuk

mengurangi kelebihan katalis asam dan menjaga mutu produk alkilat. Umpan kering olefin

dan isobutana bersama sirkulasi isobutana dimasukkan ke dalam reactor melalui beberapa

pipa untuk menjaga temperatur sepanjang reaktor. Reaksinya bersifat eksotermik dan panas

reaksi tersebut dibuang melalui penukaran panas dengan sejumlah besar air bertemperatur

rendah untuk menjaga temperatur optimal reaksi sekitar 350C. Keluaran dari reaktor masuk

ke dalam pengendap (settler) dan dari situ endapan asam (Gravitas Spesifik = 1 dan alkilat =

0,7) disirkulasikan ke reaktor. Fase hidrokarbon berkadar HF 1–2% mengalir melalui penukar

panas ke pelucut isomer (isostripper).

Butana jenuh (make up) juga dimasukkan ke isostripper. Produk alkilat dikeluarkan

dari bawah isostripper. Isobutana yang belum bereaksi ditampung dari samping isostripper

dan disirkulasikan kembali ke reaktor. Semua produk dibebaskan dari HF dengan pemurnian

KOH sebelum meninggalkan unit. Pada bagian atas isostripper keluar isobutana, propana dan

HF dikirim ke dalam depropanizer. Keluaran dari atas depropanizer dibersihkan dari HF, dan

akan dihasilkan produk propana bermutu tinggi dari bawah stripper. Dari bagian bawah

depropanizer dihasilkan isobutana untuk disirkulasikan kembali ke reaktor. Sirkulasi HF

diregenerasi secara kontinu pada suatu tingkat yang diinginkan untuk mengontrol mutu

alkilat dan menurunkan konsumsi HF. Bagian kecil dari polimer dan azeotrop HF (constant

boiling mixture – CBM) dikeluarkan dari regenerator HF untuk dinetralisasi.

Alkilat berangka oktana tinggi dengan distribusi angka oktana baik dan sensitivitas

rendah (baik) memberikan keuntungan di negara-negara Eropa yang mensyaratkan angka

oktana motor (MON) dan Amerika Serikat dengan persyaratan knock performance, yaitu

(RON + MON)/2 pada spesifikasi bensin. Angka oktana alkilat dari berbagai jenis umpan

olefin disajikan pada

Alkilat mengandung isoparafin dan bebas dari hidrokarbon tak jenuh (olefin dan

aromatik). Pemakaian alkilat pada pembuatan bensin ramah lingkungan di Amerika Serikat

pada tahun 2000[10] sekitar 15% volume. Komposisi molekul isoparafin dari alkilat disajikan

pada.

Sehubungan dengan katalis asam bekas dapat mencemari lingkungan, maka sejak

tahun 200 an beberapa industri katalis sedang mengembangkan katalis baru yaitu suatu

katalis butir padat identik telah katalis heterogen industri lainnya, tetapi belum ada informasi

lengkap yang dipublikasikan. Kondisi operasi identik dengan proses alkilasi dengan memakai

katalis HF, yaitu: temperatur reaktor 10–40oC, dan rasio isobutana/olefin sekitar 10–

15:1.Unit pengolahan Pertamina mengolah berbagai jenis minyak bumi sebesar 1.063 MBCD

pada tujuh unit yang mengoperasikan 12 unit proses konversi yang berpotensi dalam

pembuatan umpan proses alkilasi isobutana dan olefin (propilena dan butilena).

Unit pengelolahan Pertamina mengoperasikan baru satu unit proses alkilasi dengan

katalis asam sulfat di UP III Plaju/S. Gerong. UP VI Balongan memakai produk gas olefin

dari proses perengkahan katalitik untuk proses polimerisasi (kondensasi) untuk pembuatan

komponen bensin polimer. UP II Dumai/S. Pakning dan UP IV Cilacap mempunyai potensi

untuk pembangunan suatu proses alkilasi agar supaya dapat ditingkatkan potensi kilang

tersebut dalam pembuatan bensin ramah lingkungan.

2.6 Alkilasi Termis

            Alkilasi termis adalah alkilasi yang mengolah etilena yang diikuti oleh propilena,

butena, dan isobutilena dengan bantuan panas. Kondisi  operasi proses ini tinggi, suhu sekitar

950oF dan tekanan sekitar 3000-5000 psia. Umpan olefin yang diperkaya seperti tersebut

diatas dapat diproduksi dari proses dekomposisi hidrokarbon yang beroperasi pada suhu

1200-1425 oF dan tekanan 1 atm. Kondisi sedemikian sangat memungkinkan untuk

pembentukan etilena. Etilena diserap didalam isobutana untuk dimasukkan kedalam dapur

melalui zona perendaman. Sedikit ter atau material yang mempunyai titik didih diatas

gasoline dapat dihasilkan karena konsentrasi etilennya rendah dalam zona reaksi. Diperlukan

waktu 2-7 detik unutk mencapai suhu 950oF, tergantung pada jumlah hidrokarbon yang

diolah dan jumlah isobutilena yang didaur ulang.

            Campuran etana dan propane direngkah pada suhu sekitar 1400 oF dan tekanan 6-8

psig utnuk pembentukan propilena yang optimum. Gas-gas yang terbentuk dibebaskan dari

material yang lebih besar dari C2 melalui scrubber, lalu diikuti dengan kompresi dan

pendinginan. Etilena kemudian diserap oleh cairan isobutana pada suhu -30oF, sedangkan gas

hydrogen dan metana dipisahkan dari system. Campuran etilena dan isobutana pada dapur

alkilasi melalui preheater pada suhu 950oF. Nisbah isobutana daan etilena pada 9/1 atau lebih

pada zona reaksi. Yield yangdikirim kemenara depropanizer berupa cairan pada bagian

bawah yang menghabiskan 7% (berat etana, propane dan isobutanayang mengandung kira-

kira 30-40% neoheksana. Neoheksana dikarakterisasi sebagai bahan campuran avgas dengan

sifat-sifat yang sempurna dan sangat mudah menerima TEL. Senyawa ini mempunyai RVO

9,5 psi ; titik didh 121oF dan angka oktan 95.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Pada makalah ini dapat disimpulkan bahwa pengolahan minyak bumi secara kimia,

disebut juga sebagai proses konversi terdiri dari berbagai proses, yaitu

- Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang

lebih panjang dan bercabang yang menggunakan katalis asam kuat seperti H2SO4,

HCl, dan AlCl3.

- Proses Alkilasi terdiri dari :

Alkilasi katalis

Alkilasi termis

- Proses alkilasi dari umpan campuran antara molekul olefin C3/C4/C5 dan isoparafin

C4 dengan bantuan katalis asam, adalah untuk pembuatan produk alkilat berangka

oktana tinggi yang merupakan salah satu komponen utama bensin

- Katalis alkilasi dibedakan menjadi tiga katalis yaitu alkilasi asam sulfat, alkilasi asam

flourida, dan alkilasi asam fosfat.

3.2 Saran

Makalah ini hanya membahas proses alkilasi secara umum tentang dasar pengolahan

minyak bumi secara kimia, reaksi alkilasi, proses alkilasi, zat pengalkilat dan macam-macam

katalis yang di gunakan dalam proses alkilasi serta pengertian umum mengenai alkilasi

termis. Makalah ini jauh dari kesempurnaan maka dari itu penulis membutuhkan saran yang

membangun sehingga makalah ini dapat menjadi lebih baik ke depannya dan dapat

bermanfaat.

DAFTAR PUSTAKA

http://doanddoo.blogspot.com/2011/12/minyak-bumi-alkilasi-polimerisasi.html (diakses pada

7 november 2013)

http://sherchemistry.wordpress.com/kimia-x-2/minyak-bumi/ (diakses pada 7 november

2013)

https://www.google.com/search?

newwindow=1&biw=1281&bih=707&q=alkilasi+termis+minyak+bumi&oq=alkilasi

+termis+minyak+bumi&gs_l=serp.3...5463.10345.0.10693.14.13.1.0.0.0.223.1512.5j

7j1.13.0....0...1c.1.31.serp..13.1.126.91GQmywPsu4 (diakses pada 7 november 2013)

http://batalyonchamistr.blogspot.com/2012/09/penerapan-laju-reaksi-dalam-bidang.html.

(diakses pada 7 november 2013)

http://www.google.com/imgres?

newwindow=1&sa=X&tbm=isch&tbnid=wVRMaFAVMKvsgM:&imgrefurl=http://

catatanabimanyu.wordpress.com/category/oil-knowledge/page/2/

&docid=IWLlfnbPNPuHKM&imgurl=http://www.chem-is-try.org/wp-content/

uploads/2009/09/table_19_2-

300x262.jpg&w=300&h=262&ei=5tSAUtb9B4iMrQewloHgBg&zoom=1&ved=1t:3

588,r:13,s:0,i:122&iact=rc&page=1&tbnh=160&tbnw=184&start=0&ndsp=16&tx=5

7&ty=33 (diakses pada 7 november 2013)