Thread Content
Menurut laporan majalah Amerika “Hydrocarbon Processing”, hidrokraking merupakan unit konversi katalitik yang paling penting di pabrik-pabrik pengolahan minyak. Unit ini memberikan fleksibilitas dalam memproses minyak mentah, sekaligus juga fleksibilitas dalam menentukan distribusi produknya. Dalam beberapa tahun terakhir, ada beberapa perangkat yang telah mewujudkan fleksibilitas ini pada tingkat yang sangat tinggi. Beberapa pabrik pengolahan minyak menggunakan unit hidrokraking untuk memproses minyak baku yang sulit diolah. Ada juga pabrik pengolahan minyak yang mengubah metode pengolahan menggunakan unit hidrokraking tersebut, dan mencari peluang di pasar minyak dasar untuk pelumas serta bahan baku industri petrokimia. Pabrik-pabrik pengolahan ini mampu mengoperasikan unit hidrokraking secara berbeda-beda, sehingga meningkatkan efisiensi ekonomi mereka. Perusahaan pengolahan minyak masih menghadapi kondisi keuntungan yang tidak stabil dan masa depan yang tidak pasti. Meskipun saat ini harga minyak rendah sehingga pabrik pengolahan minyak dapat memperoleh keuntungan yang wajar, persaingan di pasar minyak dalam jumlah besar sangat ketat. Diperkirakan, permintaan terhadap produk minyak tradisional seperti bensin, bahan bakar jet, dan diesel akan terus menurun. Adanya pabrik-pabrik pengolahan minyak yang efisien yang baru dibangun di Asia dan Timur Tengah semakin memperketat persaingan di pasar. Beberapa pabrik pengolahan minyak telah memilih untuk meningkatkan daya saing mereka. Saat ini, beberapa pabrik pengolahan minyak telah memanfaatkan fleksibilitas unit hidrokraking untuk meningkatkan daya saing mereka. Berikut adalah beberapa cara yang digunakan: Pertama, pabrik-pabrik tersebut mengolah minyak mentah berketebalan tinggi dan berkualitas rendah yang harganya murah. Pabrik-pabrik yang mengolah minyak mentah dengan kandungan asam tinggi menghadapi risiko gangguan operasional unit produksi, terutama pada unit distilasi bertekanan tinggi dan rendah. Namun, masalah-masalah tersebut kini sudah dapat diatasi. Bagi pabrik pengolahan minyak mentah berketebalan tinggi yang berkualitas buruk, adanya jumlah aromatik yang banyak menimbulkan tekanan besar terhadap kualitas minyak hasil olahan. Hal ini menciptakan tantangan yang serius dalam upaya memproduksi minyak dasar pelumas berkualitas tinggi. Penggabungan teknik hidrokraking dengan pengolahan hidrogen terhadap minyak fraksionasi telah menghasilkan proses produksi yang lebih canggih. Katalis yang dirancang khusus dapat digunakan untuk menurunkan densitas diesel dan kandungan aromatiknya, sehingga titik didihnya berubah secara signifikan. Selain itu, katalis ini juga dapat memperbaiki sifat aliran bahan pada suhu rendah. Dengan demikian, pengolahan minyak baku yang mengandung banyak aromatik pun tidak menjadi masalah lagi. Bagi pabrik pengolahan minyak mentah berat berkualitas rendah, adanya jumlah besar logam seperti besi, nikel, vanadium, magnesium, natrium, dan kalsium dapat menyebabkan berbagai masalah serius, seperti pembentukan kerak yang tebal. Namun, belakangan ini teknologi pemisahan logam telah mengalami kemajuan yang signifikan. Dengan memilih katalis yang tepat dan menggunakan katalis jenis bed pelindung, maka dapat dijamin bahwa katalis beraktivitas tinggi akan dapat berfungsi dengan baik. Bagi pabrik pengolahan minyak mentah berkualitas rendah yang kaya akan nitrogen, kandungan nitrogen yang tinggi memberikan tekanan besar pada katalis yang digunakan dalam proses hidrokraking. Hal ini juga mempengaruhi kapasitas pengolahan pabrik tersebut. Namun, telah berhasil dikembangkan katalis pra-hidrogenasi dengan aktivitas yang lebih baik, serta katalis hidrokraking dengan aktivitas dan selektivitas yang lebih tinggi. Kombinasi kedua katalis ini, digunakan bersama dengan katalis pra-pemrosesan untuk memproses minyak baku yang sulit diproses, dapat menjamin tingkat hasil produk yang tinggi serta mencegah penurunan signifikan dalam siklus operasional peralatan. II. Unit hidrokraking untuk memproses minyak baku yang tidak standar. Memproses minyak baku yang tidak standar berarti mencampurkan beberapa komponen hasil proses kraking ke dalam minyak gas hasil proses hidrokraking konvensional, seperti minyak gas yang dihasilkan dari proses coking tertunda, solvent deasphalting, hidrokraking pada bed penuh, dan (di masa depan) hidrokraking pada bed suspensi. Bahan-bahan baku ini (termasuk gas oil berat hasil proses koksifikasi dan minyak deaspalasi) sulit diproses, karena kandungan nitrogen, karbon sisa, dan logamnya sangat tinggi. Beberapa minyak baku yang telah melalui proses kraking memiliki efek “penghambat”, sehingga lebih sulit untuk diproses. Kehadiran katalis generasi baru dan kinerjanya merupakan kunci untuk memproses bahan baku tersebut secara efisien dan ekonomis, baik untuk pabrik hidrokraking yang baru dibangun maupun untuk pabrik hidrokraking yang sudah ada. III. Hidrokraking digunakan untuk memproduksi minyak dasar pelumas atau bahan baku untuk proses kracking (untuk memproduksi etilen). Meskipun minyak fraksi menengah umumnya merupakan produk yang bernilai tinggi, di beberapa daerah, produk yang lebih menguntungkan secara ekonomi adalah minyak dasar pelumas atau bahan baku untuk proses kracking. Oleh karena itu, beberapa pabrik pengolahan minyak telah memanfaatkan peluang pasar ini. Dalam pasar minyak dasar pelumas, salah satu penyebabnya adalah peralihan produk minyak dasar kelas I yang diproduksi menggunakan teknologi pemurnian dengan pelarut, menjadi minyak dasar kelas II/III yang diproduksi melalui teknologi pemurnian setelah proses isomerisasi dan hidrogenasi. Diperkirakan permintaan untuk minyak dasar kelas I akan menurun secara signifikan, terutama di Eropa dan Amerika Utara. Beberapa pabrik penghasil minyak dasar kelas I sudah ditutup, dan semua pabrik yang dibangun baru merupakan pabrik penghasil minyak dasar kelas II/III. Yang penting adalah, minyak dasar kelas II/III umumnya dihasilkan dari sisa produk proses hidrokraking. Tentu saja, minyak dasar kategori III perlu diproduksi menggunakan residu hidrokraking dengan tingkat konversi yang tinggi. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa hanya dengan menggunakan residu hidrokraking berkinerja tinggilah kita dapat memperoleh minyak dasar dengan indeks viskositas sebesar 120–130. Diperkirakan di masa depan, semua minyak dasar pelumas akan berasal dari bahan baku yang dihasilkan oleh unit hidrokraking. Bahan baku untuk produksi minyak dasar pelumas memerlukan pemahaman yang mendalam mengenai sifat-sifat minyak yang belum terkonversi di bagian dasar kolom distilasi pada unit hidrokraking, khususnya indeks viskositas serta kandungan aromatik, belerang, dan nitrogen. Proses operasi unit hidrokraking dan pemilihan sistem katalis yang tepat merupakan kunci untuk memperoleh hasil yang maksimal serta produk minyak dasar berkualitas tinggi. Dalam hal produksi bahan baku untuk proses pirolisis, selama ini bahan baku terbaik untuk menghasilkan etilen melalui proses pirolisis adalah etana. Meskipun saat ini masih merupakan bahan baku terbaik untuk memproduksi etilen, keterbatasan sumbernya memaksa kita untuk mencari sumber bahan baku lain, seperti gas cair, nafta, minyak gas yang telah melalui proses hidrogenasi, dan belakangan ini juga digunakan minyak sisa hasil proses hidrokraking. Jika berat bahan baku lebih tinggi, tingkat produksi etilen akan menurun, dan produk-produk lain yang tidak diinginkan akan meningkat. Namun, harga bahan baku sudah turun. Sama seperti industri pengolahan minyak, industri petrokimia juga memiliki siklus kondisi ekonomi tersendiri. Di perusahaan yang menggabungkan kegiatan pengolahan minyak dan produksi petrokimia, kunci kesuksesan jangka panjang terletak pada fleksibilitas bahan baku yang digunakan. Hidrokraking memiliki keunggulan penting di sini. Karena hidrogen ditambahkan secara selektif ke produk yang belum terkonversi, hal ini juga dapat menyebabkan penurunan tingkat hasil produksi. Namun, semakin tinggi kandungan hidrogennya, semakin tinggi pula hasil produksi etilen dari proses pemecahan tersebut. Inilah nilai dari bahan baku ini. Banyak peralatan pemecahan modern dirancang untuk dapat memproses berbagai jenis bahan baku, mulai dari etana, nafta, hingga minyak sisa hasil hidrokraking. Integrasi antara unit hidrokraking di pabrik pengolahan minyak Pernis milik Shell dengan unit kraking di pabrik petrokimia Moerdijk yang berada di dekatnya merupakan contoh dari hal ini. Pada akhir siklus operasional unit hidrokraking pada tahun 2013, para ahli teknis di unit tersebut menilai bahwa penggantian katalis hidrokraking dengan yang baru akan membantu meningkatkan tingkat produksi minyak fraksi menengah berharga tinggi. Namun, setiap perubahan semacam itu memiliki dampak negatif bagi pabrik petrokimia Shell yang berada di dekat sana, karena pabrik tersebut juga menggunakan minyak sisa hasil proses hidrokraking sebagai bahan baku untuk alat pemecah molekul. Jika katalis baru menyebabkan penurunan kandungan hidrogen dalam minyak sisa hasil hidrokraking, maka tingkat produksi etilen di unit kraking atau siklus operasional tungku kraking akan terpengaruh secara serius. Para ahli teknologi berharap katalis baru yang digunakan dapat mempertahankan kualitas minyak sisa hasil hidrokraking tanpa terganggu, sekaligus meningkatkan tingkat produksi minyak fraksi menengah. Model perusahaan terintegrasi semacam ini **meningkatkan kompleksitas dalam penggantian katalis. Solusi yang diambil adalah meningkatkan nilai integrasi perusahaan tersebut, sehingga pabrik pengolahan minyak dan pabrik petrokimia dapat memperoleh keuntungan yang lebih besar. Hasil evaluasi tim proyek setelah mengganti katalis adalah, keuntungan total perusahaan meningkat sebesar 5 juta dolar AS per tahun. IV. Skema kombinasi penggunaan proses hidrokraking untuk memproduksi bahan baku pemecahan atau minyak dasar pelumas. Saat ini, ada empat teknik yang dapat digunakan untuk memanfaatkan fleksibilitas peralatan hidrokraking dalam memproduksi bahan baku pemecahan atau minyak dasar pelumas, sehingga dapat meningkatkan keuntungan seluruh pabrik. Teknik-teknik tersebut antara lain: pertama, kombinasi distilasi tekanan rendah tinggi-vakum dengan proses hidrokraking. Dengan menggunakan destilasi bertekanan rendah, tingkat hasil minyak gas bertekanan rendah dapat ditingkatkan. Hal ini tidak hanya memungkinkan penyediaan bahan baku untuk proses hidrokraking yang lebih banyak, tetapi juga mengurangi ukuran fasilitas pengolahan residu minyak, sehingga mengurangi biaya investasi. Praktik telah membuktikan bahwa teknologi distilasi tekanan rendah generasi terbaru, yaitu distilasi tekanan rendah dalam kondisi vakum tinggi, tidak hanya mampu menghasilkan lebih banyak minyak gas bertekanan rendah, tetapi juga memastikan bahwa kandungan logam berat (nikel dan vanadium), arang sisa, serta aspal jenis C7 (yang paling penting) tetap berada dalam kisaran yang dapat diterima oleh unit hidrokraking. Data menunjukkan bahwa setelah direnovasi, efisiensi penghasilan minyak gas bertekanan rendah pada alat destilasi vakum tinggi meningkat sekitar 2%, dan hal ini juga membantu memperpanjang masa pakai alat tersebut dari 3 tahun menjadi 4 tahun. Investasi untuk renovasi tidak tinggi, dan masa pengembalian investasinya kurang dari 1 tahun. Selain itu, ada sedikit sekali bagian yang perlu diperbaiki. Yang perlu dilakukan terutama adalah pemasangan distributor semprotan yang baru, bahan pengisi lapisan pencucian minyak yang baru, serta pelat destilasi yang baru. Waktu yang diperlukan untuk melakukan perbaikan ini tidak lama; perbaikan dapat diselesaikan selama masa perawatan rutin di pabrik pengolahan minyak. Kedua adalah kombinasi coking tertunda-hidrokraking. Umumnya, proses coking tertunda dianggap sebagai teknik pengolahan minyak residu yang paling efektif. Namun, gas berat yang dihasilkan dari proses coking dapat mempengaruhi proses pengolahan di unit-unit downstream. Ada pendapat yang mengatakan bahwa memproses gas oil berat hasil proses hidrokraking bersama dengan gas oil bertekanan rendah akan mempengaruhi bahan baku untuk produksi minyak dasar pelumas. Faktanya, teknologi hidrokraking terbaru dapat digunakan untuk memproses gas oil berat hasil proses kokasasi bersama dengan gas oil bertekanan rendah, sehingga menghasilkan bahan bakar berkualitas tinggi atau bahan baku minyak pelumas yang berkualitas baik. Kombinasi coking tertunda-hidrokraking merupakan kombinasi yang sangat efektif; kombinasi ini memungkinkan pengolahan minyak mentah tanpa perlu menghasilkan minyak bahan bakar, sekaligus memberikan fleksibilitas bagi pabrik pengolahan minyak. Karena unit hidrokraking mampu memproses bahan baku berkandungan nitrogen dan aromatik yang tinggi, yang dihasilkan dari proses perubahan jenis minyak mentah di pabrik pengolahan minyak, maka unit coking tertunda dapat memproses residu minyak yang sangat sulit diproses. Ketiga adalah kombinasi pelunakan aspal dengan hidrokraking. Kombinasi proses solvent deasphalting dengan hidrokraking minyak deasphalting merupakan metode konversi residu yang membutuhkan investasi paling sedikit, terutama dibandingkan dengan proses hidrokraking residu secara langsung. Karena kandungan logam dan karbon sisa yang tinggi, cara tradisionalnya adalah dengan melakukan proses kraking katalitik pada minyak deaspalting. Minyak gas bertekanan rendah mengandung logam sekitar 1–2 ppm, sedangkan kandungan arangnya sekitar 0,5–1,0% berat. Sementara itu, minyak yang telah melalui proses deaspalisasi umumnya mengandung logam sekitar 15–30 ppm, dengan kandungan arang sekitar 6–10% berat. Dengan sistem katalis yang dirancang dengan baik, ditambah proses pra-pemrosesan dan katalis kraking, akan lebih mudah untuk menangani zat-zat pengotor tersebut. Minyak deaspalting merupakan bahan baku hidrokraking yang relatif “bersih”; dibandingkan dengan minyak gas bertekanan rendah, kandungan aspal jenis C7-nya sangat rendah. Data industri menunjukkan bahwa kandungan aspalen pada minyak deaspalting C7 hanya 10 ppm, sedangkan kandungan aspalen pada minyak gas bertekanan rendah C7 mencapai 700 ppm. Yang penting adalah memiliki pemahaman yang baik mengenai katalis yang digunakan untuk proses deaspalting. Dibandingkan dengan proses pembebasan logam dari minyak residu pada tekanan normal, proses pembebasan logam dari minyak aspal berlangsung lebih cepat dan lebih mudah. Kondisi reaksi yang dirancang harus memungkinkan terjadinya proses dekontaminasi logam secara perlahan, sehingga logam yang menumpuk pada katalis dapat mencapai jumlah maksimal. Pemilihan katalis juga sangat penting, baik untuk katalis pra-pengolahan maupun katalis kraking. Hal ini disebabkan oleh perlunya mencapai keseimbangan antara selektivitas dan aktivitas katalis, sehingga sesuai dengan sifat minyak yang akan diproses, termasuk kemampuan katalis untuk menangani molekul hidrokarbon yang berukuran besar dalam minyak tersebut. Dengan menggunakan peralatan deaspalting berbasis pelarut canggih, dapat diperoleh minyak deaspalting dengan hasil yang tinggi dan kandungan kotoran yang sangat sedikit untuk diproses lebih lanjut. Pengaruh zat-zat pengotor terhadap operasi unit hidrokraking berbeda-beda. Zat yang paling berpengaruh adalah aspal C7, diikuti oleh logam, karbon sisa, dan nitrogen. Zat yang paling sedikit berpengaruh adalah belerang. Keempat adalah kombinasi hidrokraking-isomerisasi deparafinasi. Proses produksi minyak dasar pelumas sedang beralih dengan cepat dari proses penyaringan menggunakan pelarut menjadi proses deparafinasi isomerisasi. Peningkatan kualitas minyak dasar tidak ditentukan oleh penggunaan minyak mentah tertentu. Dengan peningkatan tingkat hasil produksi minyak dasar, akan lebih mudah untuk memproduksi minyak dasar kelas III berkualitas tinggi yang dibutuhkan oleh pasar. Kombinasi hidrokraking dan isomerisasi deparafinasi merupakan strategi yang sesuai untuk memproses minyak mentah yang sulit diproses di pabrik pengolahan minyak, dan hidrokraking merupakan unit yang penting dan efektif untuk tujuan tersebut. Kombinasi khasnya adalah menggunakan minyak residu bertekanan normal di dalam alat destilasi reduksi vakum tinggi, sehingga dapat diperoleh sebanyak mungkin bahan baku hidrokraking berupa gas oil bertekanan rendah melalui proses flash distilasi yang mendalam. Tingkat konversi hidrokraking dapat diatur dengan cermat, guna menyeimbangkan kualitas produk dan tingkat hasil produksinya. Unit pemrosesan pasca-hidrogenasi/iskomerisasi dapat menghasilkan produk minyak dasar kategori II atau III yang memenuhi persyaratan yang ditetapkan. Jika ada kebutuhan yang cukup besar akan minyak dasar dengan kekuatan tekanan 500N, maka dapat ditambahkan minyak deaspalting ke dalamnya (itulah metode yang digunakan oleh Hyundai Oil Company di Korea). Rute pengolahan minyak deaspalting juga dapat digunakan untuk memproduksi minyak pelapis tipe II. Saat ini, produk semacam ini belum ada di pasaran. Namun, mengingat semakin banyaknya pabrik penghasil minyak dasar tipe I yang tutup, serta tidak adanya pasokan minyak pelapis tradisional, maka akan ada permintaan untuk produk ini.