Bahan bakar minyak menjadi kebutuhan utama masyarakat agar bisa berkendara. Kebutuhan bahan bakar yang semakin meningkat secara signifikan membuat proses pengolahan minyak bumi menggunakan beragam metode untuk memenuhi kebutuhan konsumen. Salah satu metode untuk menghasilkan fraksi bensin yakni proses cracking minyak bumi.
Proses cracking minyak bumi adalah teknik proses penyulingan minyak bumi dengan memecah atau merengkahkan fraksi-fraksi dari minyak bumi dengan titik didih lebih tinggi ke dalam produk yang lebih bernilai seperti bensin (gasoline), minyak tanah (kerosene), fuel oil, dan gas oils.
Apa Itu Cracking Minyak Bumi?
Cracking minyak bumi merupakan proses penyulingan minyak bumi saat panas dan tekanan dengan atau tanpa katalis memecah molekul-molekul berat hidrokarbon menjadi molekul hidrokarbon cahaya untuk menghasilkan berbagai produk bahan bakar.
Proses ini adalah salah satu cara utama untuk mengubah minyak mentah menjadi bahan bakar yang berguna seperti motor bensin, bahan bakar jet, dan minyak nabati. Pada proses cracking minyak bumi ini pada umumnya menggunakan jenis metode catalytic cracking.
Para ilmuwan mulai menggunakan catalytic cracking pada tahun 1936 dengan katalis yang terdiri dari bahan kimia tertentu dan lempung alam (natural clay). Catalytic cracking akan memecah hidrokarbon kompleks menjadi hidrokarbon dengan molekul yang lebih sederhana.
Proses ini akan menyusun kembali struktur molekul senyawa hidrokarbon berat menjadi fraksi-fraksi yang lebih ringan seperti minyak tanah (kerosene), bensin (gasoline), dan LPG. Unit 13 cracking penyulingan umumnya menggunakan katalis yang terbuat dari material padat seperti zeolite, aluminum hydrosilicate, treated bentonite clay, fuller earth, bauxite, dan silica-alumina.
Jenis-Jenis Proses Cracking
1. Thermal Cracking
Proses penguraian dengan menggunakan Thermal Cracking ini menggunakan suhu yang tinggi dengan tekanan rendah. Suhu yang digunakan mencapai 800 derajat celcius dengan tekanan 700 kpa. Partikel ringan yang memiliki hidrogen dengan jumlah yang banyak akan terbentuk pada saat penguraian molekul berat yang terkondensasi.
Reaksi yang terjadi pada proses ini disebut juga dengan proses hemolitik fision. Proses ini akan menghasilkan alkena yang merupakan bahan dasar untuk memproduksi polimer secara ekonomis. Panas yang digunakan pada proses ini menggunakan steam cracking yakni uap yang memiliki suhu tinggi.
2. Catalytic Cracking
Pada proses catalytic cracking menggunakan katalis sebagai media yang dapat mempercepat laju reaksi, proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil dengan memanfaatkan suhu tinggi. Pada umumnya jenis katalis yang dipakai yakni silica, almunia, zeloit dan beberapa jenis lainnya seperti clay.
Reaksi dari proses perengkahan katalik menggunakan mekanisme perengkahan ion karbonium akan membuat katalis yang pada awalny bersifat asam akan menambahkan proton ke dalam molekul olevin dan menarik ion hidrida dari alkana dan membentuk ion karbonium.
Terdapat beberapa tipe-tipe perengkahan dengan menggunakan katalis yakni sebagai berikut: dari unit fraksionasi atau reaktor dan unit regenerasi. Kedua unit ini saling terintegrasi, di mana ketika performa katalis menurun, unit regenerasi memulihkan katalis dengan cara menghilangkan kokas yang menempel pada katalis.
Operator mengatur kondisi operasi pada unit FCC ini yaitu, suhu dalam reaktor berlangsung pada 900-1000 °F dan teknisi mengatur tekanan pada reaktor pada 10-30 psi. Setelah katalis mengengkah umpan pada kondisi ini, aliran proses mengarahkan produk keluaran menuju kolom fraksionasi. Selanjutnya sistem memisahkan hasil FCC menjadi penyusunan fraksi-fraksi.
a. Moving-bed Catalytic Cracking
Proses perengkahan katalitik Moving-bed mirip dengan proses FCC. Sistem memindahkan katalis secara terus-menerus ke bagian atas unit menggunakan konveyor atau tabung angkat pneumatik ke penyimpanan. Kemudian katalis mengalir ke bagian bawah melalui reaktor dengan bantuan gravitasi, dan akhirnya mencapai regenerator.
Regenerator dan penampung terisolasi dari reaktor dengan steam seal. Produk hasil rengkahan dipisahkan menjadi gas, minyak, minyak yang diklarifikasi, distilat, nafta, dan gas basah.
b. Thermofor Catalytic Cracking
Pada unit perengkahan katalitik termofor, bahan baku yang dipanaskan mengalir secara gravitasi melalui unggun reaktor katalitik. Sistem memisahkan uap dari katalis dan mengirimkannya ke menara fraksionasi. Sistem juga meregenerasi katalis yang telah menurun performanya, mendinginkannya, dan mendaur ulangnya.
Gas buang dari proses regenerasi dikirim ke boiler karbon-monoksida untuk mengambil sisa panas. Dalam semua proses di atas, hidrokarbon cair yang ada dalam katalis atau yang masuk dalam aliran udara pembakaran yang dipanaskan membutuhkan pemantauan dan kontrol yang cermat untuk menghindari reaksi eksotermis terjadi.
Karena kehadiran pemanas di unit perengkahan katalitik, kemungkinan adanya kebakaran terjadi akibat dari kebocoran atau uap yang keluar.
3. Hydrocracking
Proses Hydrocracking adalah kombinasi antara proses perengkahan dengan hidrogenasi untuk menghasilkan senyawa jenuh. Bahan baku yang rantainya lebih panjang dapat direngkah dengan adanya hidrogen untuk menghasilkan produk yang lebih diinginkan.
Proses ini menggunakan tekanan tinggi, suhu tinggi, katalis, dan hidrogen. Proses ini digunakan untuk bahan baku yang sulit untuk diproses oleh perengkahan katalitik atau reformasi biasa.
Pada proses Hydrocracking menggunakan bahan baku yang biasanya mengandung aromatik polisiklik yang tinggi dan atau racun katalis, serta belerang dan nitrogen dengan konsentrasi tinggi.
Proses hydrocracking tergantung pada sifat bahan baku dan laju relatif dari dua reaksi yang saling bersaing, hidrogenasi dan perengkahan.
Bahan baku dengan tipe aromatik yang berat akan dirubah menjadi produk yang lebih ringan pada tekanan yang sangat tinggi (1000-2000 psi) dan temperatur tinggi antara 750-1500 oF dengan terlibatnya hidrogen dan katalis khusus. Ketika bahan baku memiliki konsentrasi parafin yang tinggi, fungsi utama hidrogen adalah untuk mencegah pembentukan senyawa aromatik polycyclic (PAH).
Teknik cracking minyak bumi memiliki keunggulan dibandingkan dengan teknik lainnya karena akan membuat fraksi yang diurai memiliki kandungan sulfur kemudian senyawa sulfurnya akan diubah menjadi hidrogen sulfida. Proses ini akan membuat proses pelepasan sulfur menjadi lebih mudah untuk dilakukan. Proses ini dilakukan dengan tekanan tinggi dan produk utama yang akan dihasilkan yakni bahan bakar jet, bensin, diesel dengan bilangan oktan yang tinggi.
Kesimpulan
Proses cracking minyak bumi adalah salah satu metode untuk mengolah minyak bumi menjadi berbagai macam bahan bakar seperti minyak tanah, bensin hingga LPG.
Kebutuhan akan minyak bumi yang makin meningkat tiap tahunnya membuat proses pengolahan minyak bumi juga turut meningkat. Untuk itu terdapat banyak metode untuk mengolah minyak mentah menjadi bahan bakar minyak salah satunya menggunakan teknik cracking minyak bumi.
Solar Industri menyediakan pembelian biosolar b30 dan marine fuel oil untuk kebutuhan pengisian bahan bakar kapal laut, dan industri.
