“Introduction : “KATALIS FCC / RFCC / RCC dan Teknis Operasinya”

Katalis – Spesifikasi, Fungsi, Handling, dan Pengoperasian di Reactor & Regenerator

Katalis (FCC/RFCC/RCC) berperan penting pada proses perengkahan feed menjadi product dengan persyaratan tertentu (tingkat keaktifan sebagai katalis), Ukuran partikel katalis, bahan katalis tertentu, luas permukaan katalis, berpori, ukuran pori, keaktifan, daya tahan terhadap gesekan, dan daya tahan terhadap panas tertentu yang serba khusus. 

Bentuk katalis berupa butiran halus (40 s/d 140 microns, rata-rata 70-80 microns) digerakkan dengan pengaturan kondisi operasi yang tertentu olen bantuan (Udara di Regenerator) dan steam atau lift gas (di Reaktor) agar dapat bergerak bersirkulasi seperti cairan (fluida) dalam sistim reaktor-regenerator. 

Awas & Ingat. “Regenerator berisi katalis panas tengah membara  / coke tengah dibakar / diregenerasi) dengan bantuan udara,sedangkan di Reaktor berisi Minyak dan Gas hasil cracking mudah terbakar, dan katalis panas. 

Pemisahan 2 kondisi berlawanan (dari sisi safety) ini agar aman, adalah dengan ‘dijaga selalu ada sealing katalis, ada delta pressure dan via pengaturan kondisi operasi yang tepat’ oleh panelman secara tepat dan kondisi peralatan yang terawat baik. Ada system Interlock (Safety Device Menutup otomatis) jika emergency. System interlock ini harus dicek secara periodik bahwa system itu berfungsi dengan baik sebelum start-up unit.

Proses cracking berlangsung secara katalitis pada kondisi thermis (panas tertentu) dengan perngaturan variable proses yang dipersyaratkan, menghasilkan produk hidrokarbon berbagai fraksi  Off Gas (H2, CH4, C2H2, C2H6,), LPG mixed (Propane, Propylene, Butane,Butane), Naphtha (komponen gasoline), light cycle oil (LCO), heavy cycle oil HCO), dan slurry oil atau decant oil (DCO) sebagai sisa dan Coke.

Produk dipisahkan dengan fraksinator sebagai layaknya crude oil, yang dilengkapi unit proses pemurnian produk dan unit recovery produk berharga lainnya seperti pencucian dengan caustic, recovery ethylen, LPG, propylene, unit polimerisasi gasoline dan lain sebagainya.

Pada inlet dan Bottom Kolom Fraksionator, berlangsung pemisahan katalis dari fraksi hidrokarbon disertai upaya agar katalis tidak terbawa keatas bersama fraksi hydrokarbon yang tengah di fraksinasi / dipisahkan fraksi nya serta “penghentian reaksi lanjut cracking” dengan pendinginan, karena hidrokarbon dari Reactor masih bersuhu sangat tinggi (520-540C vs < 370C maksimum cegah cracking) dan suhu yang tinggi ini bisa merengkah hisrokarbon tanpa katalis – (thermal cracking) – bahkan bisa membentuk gumpalan coke menyumbat pipa bottom kolom destilasi tersebut.

Sebagai unit proses sekunder, FCC, RFCC atau RCC cukup fleksible dalam persyaratan  feed maupun produknya, dan variasi produknya, namun dalam pengoperasian perlu teliti dan kewaspadaan, termasuk untuk menjaga kehandalan peralatannya.

Aplikasi FCC, RFCC dan RCC Sebagai Unit Proses Kilang

Perkembangan industri pengilangan crude dalam era crude oil yang semakin langka dan mahal, mendorong setiap refinery cenderung harus menekan produk yang bernilai ekonomi lebih rendah menjadi sesedikit mungkin. Jika mungkin, mengolahnya menjadi produk yang lebih bernilai ekonomi tinggi.

Dalam hal demikian, FCC, RFCC atau RCC yang karakter prosesnya dapat berfungsi sebagai unit proses pengkonversi minyak berat (murah) menjadi hidrokarbvon ringan dengan berbagai rupa produk, sering dipasang sebagai pelengkap unit proses kilang yang bertugas untuk mengubah minyak berat murah tersisa menjadi minyak lebih berharga. RFCC atau FCC pada beberapa kilang dunia ada yang diarahkan untuk menghasilkan fraksi yang lebih ringan seperti propylene butylene untuk keperluan Petrokimia. Tentu dengan design dan parameter operasi – contact time catalyst / Oil yang berbeda dari kebutuhan BBM.

Unit utama kilang dimulai dari crude distilling & vacum detilation unit. Sedangkan FCC, RFCC atau RCC disiapkan untuk mengolah minyak sisa saja. Sebaliknya, karena kemampuan proses FCC, RFCC / RCC yang cukup fleksible serta dapat memproduksi gasoline beroktane tinggi, proses ini sering terpilih sebagi unit utama sumber perbaikkan oktane untuk blending produk.

Kemampuan proses FCC, RFCC / RCC yang dapat menghasilkan berbagai variasi produk seperti LPG, Propylene, butylene,  Naphtha berangka oktane tinggi, LCO dan slurry menyebabkan sering terpilihnya sebagai sarana fleksibilitas penghasil gasoline, LPG dll.

Perkembangan FCC yang maju sejalan dengan makin berkembangnya teknologi katalis untuk FCC & RCC. Termasuk additif untuk katalisnya.

Katalis RFCC / RCCU / FCCU.

Katalis  berupa butiran halus 40 s/d 140 microns, rata-rata 70-80 microns digerakkan dengan pengaturan kondisi operasi yang tertentu agar dapat bergerak bersirkulasi seperti cairan (fluida) dalam sistim reaktor-regenerator .

Proses cracking berlangsung secara katalitis dan panas dengan perngaturan variable proses yang dipersyaratkan, menghasilkan produk hidrokarbon berbagai fraksi (H2, C1, C2, LPG mixed, Naphtha (komponen gasoline), light cycle oil (LCO), heavy cycle oil HCO), dan slurry oil atau decant oil (DCO) sebagi sisa dan Coke.

Produk dipisahkan dengan fraksinator sebagai layaknya crude oil, yang dilengkapi unit proses pemurnian produk dan unit recovery produk berharga lainnya seperti pencucian dengan caustic, recovery ethylen, LPG, propylene, unit polimerisasi gasoline dan lain sebagainya.

Sebagai unit proses sekunder, FCC, RFCC atau RCC cukup fleksible dalam persyaratan  feed maupun produknya, dan variasi produknya, namun dalam pengoperasiannya perlu ketelitian dan kewaspadaan, termasuk untuk menjaga kehandalan peralatannya. Pekerja harus memahami dan terlatih dalam prosedure emergency

Saat operasi, katalis bersirkulasi terus dari regenerator ke reaktor dan dari reaktor ke kenerator secara kontinue. Coke dikatalis pasca reaksi catalytic cracking di reactor, diregenerasi di Regenerator. 

Manfaat Panas dari hasil pembakar Coke ex Regenerated Calayst di Rg. 

Saat regenerasi catalyst di regenerator, timbul panas hasil reaksi yang berfungsi ‘sebagai sumber enersi bagi internal RFCC’ (panas terbawa regenerated Catalyst untuk reaksi creacking di reaktor). Sisa untuk pembangkit steam di COB, di Cat.Cooler. Di Reaktor, enersi untuk proses cracking berasal dari regenerated Catalyst yang panas ex Regenerator menuju Riser Reaktor. Pertemuan Catalyst panas ex regenerasi bertemu Feed Oil Panas di Riser Reactor, dari terjadilah proses perengkahan feed menjadi produk. Panas terbawa oil & Gas hasil cracking memuju Fraksionator. Panas terbawa Produk hasil Cracking menjadi pemanas feed fraksionator dan juga sebagai pemanas bottom Fraksionator. 

Katalis RFCC/FCC/RCC 

Komponen utama katalis, yang dikenal adalah komponen silica alumina*1 . 

Proses reaksi terjadi saat di Riser Reactor pada kondisi tertentu. (1) Temperatur Catalyst ex Regen tertentu, (2) Temperator Feed Tertentu, dengan kendali (3) Ration Oil/Cat tertentu serta diatur (4) suhu reaksi yang dikehendaki (Misal 520-550 oC), dengan (5) contact time catalyst versus feed oil panas yang disemprotkan (dikabutkan) sesuai design untuk reaction zone (hanya beberapa second di Riser Reactor tersebut) dan terjadilah produk fraksi Hydrocarbon tertentu, beropa offgas, fraksi LPG,Propylene, Fraksi oil dan bottom produk yang masih sangat panas (510-550 oC).  Sebelum keluar fraksi hydrocarbon produk cracking dilewatkan melalui Cyclone Internal Dome reactor, kemudian menuju kolom freaksinasi utama pemisa fraksi produk tersebut.

Note *1 : via pemilihan katalis.

Riser Reactor, tempat terjadi konversi katalitik feed jadi produk. Setiap Riser Reactor, di design untuk: kondisi operasi tertentu dan feed kualitas tertentu, dengan bantuan katalis (tertentu) dengan suhu reaksi tertentu (diatur panelman). 

Kadang kala perlu kerja sama dengan katalis vendor. Katalis bisa diupgrade dengan bantuan vendor katalis  (upaya pengaturan jaga tingkat aktifitas katalis, kekerasan atau daya tahan terhadap panas dan erosi, partikel size / luas permukaan fresh katalis dan metal content). Saat Reaksi, variable operasi dikendalikan kondisi tertentu agar terkendali kearah konversi produk sesuai bantuan design dan minimasi resiko dampak operasi tertentu.

Namun karena katalis mahal, jumlah dibutuhkan perhari juga banyak, banyak vendor katalis bersaing harga dan kualitas. Oleh sebab itu, pemilik unit harus mampu “menetapkan kualitas minimal standard performance katalis yang perlu dipilih”, kemudian diadakan open tender agar diperoleh “harga ekonomi sesuai kebutuhan RFCC, feed yang diolah dan rencana produk terbaik yang terbaik secara conversi RFCC tersebut”. 

                                                                                                    (Kembali Keatas)

Khusus Variable Unit RFCC

•  Feed Quality : UOP K, mcrt, cut point feed,
• Performa katalis untuk reaksi di Internal Rg dan Rx yang harus dijaga. via pengaturan make up katalis baru dan menjaga kualitas Equilibrium katalis dalam Rx-Rg, kadar coke, ukuran partikel katalis baru dan equilibrium di Rg dan Rx, serta Spent Catalyst.
• Rx-RG (Temp Rg, Temp Rx, Conversi, Cat Injection rate/day, Cat Circulation Rate),
• Kolom Frationator – temperature bottom kolom, ratio “sirkulasi bottom berapa kali feed design” guna mencegah adanya gangguan potensi saat potong feed intake atau Shut-Down, serta mencegah scaling / fouling, tergannggu velocity di pipa bottom dan HE bottom harus dijaga diatas  minimum velocity via ratio sirkulasi yang ditetapkan),
• Boiler: Sirkulasi boiler water di tube Cat cooler dijaga (Y x Rate produksi  steam), guna melindungi cat cooler dan COB Steam production rate.

Semua perlu dikelola dengan baik, guna meminimasi resiko.
Manfaat monitoring Trend / data kecendrungan jangka panjang, untuk mengenal sebelum perubahan besar dilakukan. 1-3 tahun pertama membangun trend variable dan pembuktian sesuai design terhadap cycle TA to TA RFCC sebagai learning periode, mencegah gagal operasi via akurasi monitoring data.
Catatan: Selain faktor Feed & Kualitas katalis, ada Process Variable operasi yang berpengaruh.

Balik Keatas

C. PROSES VARIABLE  RFCC

 

Variable yang  berpengaruh  [ besaran variable harus dikenal Operator untuk dikendalikan saat operasi via DCS – Control Panel]:
1. Cat/Oil ratio  – [Berat Laju alir Regenerated Catalyst per Satuan Berat Feed] di Riser Rx 
2. Temperatur Reactor (…oC) – [sangat di pengaruh pengendalian  Temperater Regenerator & Temperatur Feed]
3. Conversi, (ukuran rendah bila …%, tinggi bila … %).
    Konversi –> Diukur dari {[Feed-(LCO+DCO]/feed} x 100%}.
4. Flow rate Feed. ( > xx %, atau diatas minimum turn down ratio)
5. Temperatur Combine Feed. (xxx-yyy oC )
6. Sirkulasi katalis. (xx – zz ton/menit)
7. Lift Gas. (xx-yx %wt dari feed rate, disesuaikan riser velocity).
8. Lift Steam.(xx-yx % x feed rate disesuaikan riser velocity)
9. Stripping Steam.

10. Tekanan Reactor. (diatur dari main column ovhd press).

11. Jaga Pressure balance antara “Regen-Reactor & Main Colomn”.  (Jaga via delta press Rx/Rg & Level Catalyst dan Tekanan Overhead Factionator)
12. Atur – Distribusi udara ke Regenerator untuk regenerasi (tertentu).
13. Pembakaran coke.( Upper Rg partial + xx-yy %, sedangkan lower regenerator / secondary Rg complete combustion)
14. Combustion air rate (upper Rg xy %, Lower xx %).
15. Temperatur upper regenerator. (dipengaruhi kwalitas feed, dan Reactor dan Pengaturan rate udara).
16. Temperatur lower regen.(xyz -zxy oC , berpengaruh pada Temperature Rx & Cat/Oil Ratio)
17. Level regen. (dikontrol via Flow through stand pipe).
18. Temperatur lower regen ( diatur sebagian via Flow Through Cat Cooler).
19. Tekanan Regenerator. (berpengaruh pada delta Press SLV)
20. Kwalitas dan kondisi feed. (MCRT, UOP K, Boiling Point, contaminant, Cut point)
21. Kondisi dan tipe katalis. (Metal content in catalyst, MAT, size, SA, Attirtian index) dll.

[Mohon maaf, besaran angka diatas ini disimpan – ini propety dan berlaku untuk Process dari Licensor tertentu] – Jika membutuhkan Please Email ].

Pengelompokan Process Variabel tersebut, sederhananya sebagai berikut:
*Reactor Severity :
Faktor yang dominan dalam hal ini : Temperatur, Concentrasi reactance & Catalyst,       resident time, permukaan catalyst, tekanan dan luas permukaan katalyst.
* Regenerator Severity
Faktor yang dominan a.l.: Carbon level dikatalis, Air Rate & distribution, Temperatur,      Tekanan, design regen, Mode regenerasi, Resident time.
* Kualitas dan kondisi feed stock
Feed rate & Recycle Rate, aspek fisis feed, dan suhu.
* Type dan Kondisi katalis
Activity (MAT >yx), Metal content (X000-XYZ ppm), Suface area (>xzy M2/mg),  particle size distribution [x-y  % < 40 micron & kurang dari z % yang > 100 micron), Re2 O3, wt % sekitar y %].

Balik Keatas

D. REAKSI KIMIA 

REAKSI CRACKING
Semua komponen crude oil yang mempunyai rentang titik didih diatas 350 °C dapat diklasifikasikan sebagai residu, termasuk HGO, VGO dan vacuum bottom.
Sebagian besar material ini mengandung mono, polynuclear naphtenes dan aromatik, resin dan asphaltenes. Residu mempunyai densitas dan viskositas serta kandungan conradson carbon, sulfur, basic nitrogen dan metal yang lebih besar dibanding pada gasoil.
Reaksi cracking merupakan reaksi pemecahan ikatan C-C, yang reaksinya bersifat endothermis dan secara thermodinamika reaksi tersebut dapat berlangsung dengan baik pada temperatur tinggi.
Serangkaian reaksi yang kompleks akan terjadi pada saat molekul umpan dikontakkan dengan katalis pada temperatur yzx-zyx °C. Distribusi produk yang dihasilkan tergantung pada banyak faktor 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 RFCC / RCC adalah sebagai berikut :
1. Cracking.
  a. Paraffin terengkah menjadi olefin dan paraffin yang lebih kecil.
  b. Olefin terengkah menjadi olefin yang lebih kecil.
  c. Perengkahan rantai samping aromatik.
  d. Naphthene (cycloparaffin) terengkah menjadi olefin,
2. Isomerisasi.
  n-Olefin menjadi iso-Olefin
  n-Paraffin menjadi iso-Paraffin.
3. Hydrogen transfer.
  a. Naphthene + Olefin Aromatik + Paraffin
  b. Cyclo aromatisasi.
  c. olefin menjadi paraffin dan aromatik.
4. Alkyl grup transfer / trans-alkylation.
5. Cyclisasi olefin menjadi naphthene.
6. Dealkylasi.
7. Dehydrogenasi.
8. Reaksi kondensasi.

Reaksi perengkahan berlangsung secara endothermis, reaksi isomerisasi menghasilkan panas reaksi yang kecil dan reaksi perpidahan hidrogen bersifat eksothermis. Pada proses perengkahan reaksi endothermis selalu menonjol, besarnya pengaruh panas tergantung pada umpan, katalis dan kondisi reaksi.

Balik Keatas

A. THERMAL CRACKING.
Apabila hidrokarbon tanpa adanya katalis dikenakan temperatur tinggi (425–650 °C), maka akan terjadi thermal cracking melalui mekanisme pembentukan radikal bebas. Thermal cracking merupakan fungsi temperatur dan waktu. Langkah awal thermal cracking adalah dengan terjadinya homolysis ikatan carbon – carbon membentuk radikal bebas. Radikal bebas adalah “uncharge molecule” yang kehilangan pasangan elektronnya. Radikal bebas ini bersifat sangat reaktif dan berumur pendek, terbentuk akibat pemutusan ikatan C-C yang menghasilkan “uncharge species” dengan membagi pasangan elektronnya.

Radikal bebas ini amat sangat reaktif, dapat menjadi alpha dan beta scission dan/atau berpolimerisasi. Beta scission menghasilkan olefin dan satu radikal bebas yang mempunyai dua atau lebih atom carbon. Radikal bebas baru dapat menjadi beta scission untuk menghasilkan ethylene. Beta scission berlanjut sampai terbentuk methyl radikal. Sequence reaksi tersebut akan menghasilkan bentuk produk akhir yang kaya C1 dan C2 sesuai dengan jumlah alpha olefin.

Thermal cracking juga dapat terjadi karena tingginya temperatur pada riser feed injection zone, makin tinggi temperatur maka thermal cracking rate makin lebih cepat dibanding catalytic cracking rate. Temperatur pada riser feed injection zone sangat dipengaruhi oleh temperatur regenerated catalyst dari regenerator yang umumnya antara 650 – 730 °C. Thermal cracking rate juga akan meningkat dengan kenaikkan berat molekul hydrokarbon, dan thermal cracking rate olefin lebih besar dibanding pada paraffin dengan jumlah carbon yang sama. Energy aktifasi reaksi thermal cracking adalah empat kali energy aktifasi reaksi catalytic cracking.

Ukuran oil droplet juga mempengaruhi reaksi thermal cracking, makin kecil ukuran oil droplet maka akan makin banyak jumlah oil droplet yang dapat kontak dengan catalyst grain sehingga meningkatkan thermal transfer efficiency yang mengakibatkan pendinginan catalyst grain secara cepat dan menurunkan thermal cracking rate.

Mekanisme Raksi Thermal cracking

Menurut teori free radical dari thermal cracking, “intermediate free radical” akan terbentuk disaat terjadinya perengkahan termis pada ikatan Carbon-Carbon atau Carbon-Hidrogen dari feedstock.
Free radical atau group hidrokarbon dengan elektron tidak-berpasangan, kemudian akan bereaksi menyusup pada ikatan beta dan mentransfer “hydride” nya. Selanjutnya terjadi reaksi berantai yang menyebabkan pengurangan / memotongan molekul dari reaktannya.

Enersi untuk memecah ikatan C-H lebih besar dari pada C-C, sehingga kecenderungan perengkahan ikatan karbon akan dominan. Enersi pemecahan ikatan pimer, secunder atau tertier dari Carbon-Carbon nyaris hampir sama (berbeda sedikit), sehingga mungkin akan ada sedikit variasi perbedaan reaksi. Akan tetapi lain pada ikatan rangkap Carbon-Carbon dan ikatan tunggal carbon yang berdekatan dengan ikatan rangkap carbon-carbon, akan lebih stabil (lebih kuat ikatannya) dibanding ikatan tunggal carbon-carbon yang jauh dari ikatan rangkap carbon-carbon.

Contoh, pada 1-butene, ikatan beta pada ikatan C-C (dua ikatan lebih jauh dari ikatan rangkap) lebih mudah direngkah dibanding ikatan alpha C-C (ikatan yang terdekat terhadap ikatan rangkap).

 

Komponen lain seperti Cycloparafins lebih sulit direngkah. Aromatic mempunyai ketahanan terhadap pyrolisa, namun rantai cabangnya bisa direngkah. Contoh, antara lain:

B. CATALYTIC CRACKING.

Apabila hydrokarbon dikontakkan dengan regenerated catalyst panas, langkah awal yang terjadi adalah penguapan hydrokarbon tersebut oleh katalis, lalu dikuti dengan pembentukan “positive charge” atom  carbon yang disebut carbocation. Carbocation selanjutnya dapat terbagi menjadi carbenium dan  carbonium ion.

Carbenium ion R-CH2+ , berasal dari penambahan positive charge pada olefin

(Bronsted acid site) dan/atau dari lepasnya hydrogen dan dua elektron dari molekul paraffin (Lewis acid site).
Sisi Bronsted menyumbangkan proton pada molekul olefin dan sisi Lewis menghilangkan elektron dari  molekul paraffin. Sisi asam Bronsted dan Lewis pada katalis merupakan pembangkit carbenium ion.

Carbonium ion, CH+ , terbentuk dengan penambahan ion hydrogen (H+) pada molekul paraffin. Carbonium ion charge kurang stabil dan sisi asam katalis kurang kuat untuk membentuk sejumlah carbonium ion. Konsekuensinya hampir semua cat cracking chemistry adalah  carbenium ion chemistry.

Tiga reaksi dominan carbenium ion adalah :

Cracking of C-C bond.
Beta scission merupakan kunci ionic cracking yang memisahkan ikatan C-C pada kedua ikatan dari positive-charge atom carbon. Produk awal beta scission adalah olefin dan carbenium baru yang selanjutnya merupakan reaksi berantai. Hydrocarbon rantai panjang lebih reaktif dari pada hydrocarbon rantai pendek, sehingga rate reaksi cracking makin menurun dengan berkurangnya panjang rantai sampai pada titik tidak mungkin membentuk carbenium ion yang stabil.

Reaksi Isomerisasi.
Reaksi isomerisasi lebih sering terjadi pada catalytic cracking dibanding pada thermal cracking. Mekanisme pemecahan ikatan pada thermal dan catalytic cracking adalah melalui beta scission. Pada catalytic cracking sejumlah carbocation cenderung untuk bergabung membentuk tertiary ion yang lebih stabil dibanding secondary maupun primary ion. Keuntungan reaksi isomerisasi adalah :
tingginya ON dan rendahnya cloud point untuk diesel fuel. Iso-paraffin dalam range titik didih gasoline mempunyai ON lebih tinggi dibanding n-paraffin.

Reaksi Hydrogen Transfer.
Hydrogen transfer atau lebih tepat disebut hydride transfer merupakan reaksi bimolekuler yang salah satu reaktannya adalah olefin. Contoh hydrogen transfer adalah reaksi dua olefin yang keduanya teradsorb pada sisi aktif dan salah satu olefin tersebut menjadi paraffin dan yang lain menjadi cyclo-olefin, dengan demikian terjadi perpindahan hydrogen dari olefin yang satu ke olefin yang lain. Cyclo-olefin selanjutnya ditransfer hydrogen oleh olefin yang lain menjadi cyclo di-olefin. Cyclo di-olefin akan rearange [menyusun ulang]  membentuk aromatik yang sangat stabil. Dengan demikian hydrogen transfer pada olefin dan mengkonversi olefin tersebut menjadi paraffin dan aromatik.
Reaksi hydrogen transfer biasanya menaikkan yield gasoline dan stabilitasnya. Hal ini terjadi dengan menurunkan reaktifitas gasoline yang dihasilkan.

Reaksi Katalitik Cracking

Reaksi katalitis berlangsung dengan membentuk “gugus antara” bermuatan positif berupa ion karbenium CR3+ atau ion karbonium CR4H+. R merupakan group alkil.

Pentingnya memilihan Feed yang tepat:
1) Olefin lebih mudah direngkah menjadi carbocation.
2) Kecepatan perengkahan normal parafin akan naik bila panjang rantainya bertambah,  s/d maksimum  C16 , kemudian berkurang.
3) Kecepatan reaksi perengkahan Isoparafin dan Naphthenes lebih cepat direngkah  dibanding n-parafin. Perengkahan Iso-parafin lebih cepat dari pada perengkahan Aromatic.
4) Ring aromatis tidak mudah direngkah.
5) Catalyst FCC bisa terdeaktifkan oleh polynucler aromatics, karena acid site catalystnya tertutupi.

Ada banyak reaksi dapat terjadi oleh bantuan zeolit dari katalis FCC, dipercepat dan berantai melalui pembentukkan reaksi karbokation (Membentuk ion karbenium atau karbonium). Produk terbentuk dapat berupa memotong rantai panjang, membentuk isomerisasi, disertai reaksi samping pemotongan gugus alkil dari aromatic.

C. ASPEK THERMODINAMIKA.
Catalytic cracking meliputi rangkaian reaksi secara simultan. Beberapa reaksi bersifat endothermis dan beberapa lainnya bersifat eksothermis.

Setiap reaksi mempunyai panas reaksi yang menyertainya. Secara keseluruhan panas reaksi mengacu pada net atau panas reaksi gabungan keseluruhan reaksi. Meskipun sejumlah reaksi bersifat eksothermis namun secara keseluruhan reaksi masih bersifat endothermis.

Regenerated catalyst mensuplai cukup energy untuk memanaskan feed sampai outlet riser temperatur, memanaskan udara pembakaran sampai temperatur flue gas, menyediakan panas reaksi endothermis dan mengkompensasi kehilangan panas ke atmosphir. Sumber energynya adalah pembakaran coke hasil reaksi.
Hal ini menunjukan bahwa type dan besarnya reaksi mempunyai dampak pada heat balance unit. Sebagai contoh, catalyst dengan karakteristik hydrogen transfer yang rendah akan mengakibatkan panas reaksi net menjadi lebih endothermis. Konsekuensinya, memerlukan sirkulasi katalis lebih besar dan memungkinkan coke yield yang lebih tinggi untuk menjaga heat balance.

Prosedure Emergency FCC/RFCC/RCC

Prosedur Emergency suatu refinery, adalah langkah-langkah efektif untuk mengatasi suatu kendala emergency dengan tindakan tercepat dan harus tepat agar kondisi emergency teratasi agar Kilang atau Unit Operasi bisa berada dalam kendali yang aman untuk diposisikan stop aman atau siap operasi kembali, khususnya bila tidak ada kerusakan yang significant.

Kadang kala untuk Unit Proses di Kilang yang rumit, sepeti RFCC, TARGET TERPENTING bila situasi darurat usahakan memposisikan unit ke kondisi “Stop Yang Aman”

Feed distop – stop Aman:

1. Naikkan Lift Steam, Buka lebar Flow Control Valve Lift steam untuk mencegah katalis merosot ke bottom riser.

2. Bypass feed (dari feed riser) ke kolom utama. Kerahkan operator luar untuk check visual bahwa feed shutoff valve untuk ke riser tertutup penuh, bypass Shuttoff Valve untuk kolom utama terbuka penuh. Jika Feed shutoff valve riser diduga bocor, tutup globe valve minyak mentah pada setiap distributor Feed Optimix.

Catatan: Blok valve di upstream bypass valve ke shutoff valve kolom utama harus ‘dikunci pada posisi stand-by terbuka’ ketika unit operasi normal agar selalu ‘siap (standby)’ bila keadaan darurat.

3. Posisikan flow kontrol valve feed “manual dan set pada 10% terbuka” untuk mencegah overfilling kolom utama oleh feed.

4. Tutup regenerated katalis SLV dan spent SLV. Sebar operator luar untuk check / mengkonfirmasi bahwa semua slide valve telah sepenuhnya ditutup. Gunakan handwheel untuk menutup SLV jika tertahan (stuck) terbuka.

Catatan: Jika Cat-regenerated Slide valve menutup dengan benar dan feed tidak dibypass, feed akan mengalir ke riser dan akhirnya meluap ke dalam reaktor stripper. Ini akan menjadi problema besar saat akan dicoba untuk restart unit kembali.

5 Stop Lift Gas, minta operator luar untuk memblokir valve lift gas.

6. Stop semua feed hidrokarbon cair ke riser reaktor.

7. Tambahkan steam atomisasi utama samapi sebesar minimum startup (seperti pada grafik operasi Optimix FCC). (Lihat dokumentasi yang disediakan dengan peralatan untuk salinan grafik ini.). Jaga steam atomisasi sekunder sebesar semula (sebelum feed cut-out).

8. Atur PDC Rg-Rx negatif agar Press Rx sekitar 0,14 kg/cm2 lebih tinggi dari Rg.

9. Sebar / minta operator luar untuk menambah fuel gas ke line overhead LCO stripper, diperlukan untuk menahan (menjaga) tekanan overhead receiver kolom utama di sekitar 0,70 kg/cm2. Ketika tekanan mulai naik, posisikan pengontrol tekanan (PCV) ke flare otomatis dengan tekanan set sekitar 0,70 kg/cm2 untuk membersihkan udara apapun yang mungkin telah memasuki reaktor ketika proses shutdown.

Catatan: Lakukan langkah ini hanya jika MAB masih beroperasi dengan SLV flue-gas mengontrol tekanan regenerator pada sekitar 0,14 kg/cm2 dibawah tekanan reaktor. Jangan lakukan langkah ini jika MAB dimatikan.

10. Ketika tekanan reaktor turun, tekanan regenerator juga akan turun untuk mempertahankan set regenerator-reaktor tekanan diferensial. Hal ini akan menambah kecepatan superfisial dalam regenerator dan bisa mengakibatkan kerugian yang tinggi sisi katalis regenerator. Kurangi kecepatan aliran udara utama untuk menjaga kecepatan inlet siklon regenerator bawah 20 m / s. Kecepatan ini dihitung dan ditampilkan oleh sistem kontrol distribusi.

11. Pantau batasan surge line WGC dan siapkan untuk shutdown kompresor.

Catatan: Bila Feed dikeluarkan dari system (cut-out), tekanan dan flow rate ke WGC akan turun. Kontroler tekanan Overhead receiver kolom utama akan memperlambat kecepatan turbin kompresor gas wet dalam upaya untuk mempertahankan tekanan. Surge Kontrol WGC akan mulai membuka valve spillback untuk mencegah surging. Jika tekanan overhead receiver kolom utama dapat dipertahankan pada 0,70 kg/cm2, kompresor harus dapat beroperasi pada total spillback. Namun jika tekanan inlet menjadi terlalu rendah, kompresor masih bisa surge bahkan dengan spillback valve terbuka lebar. Begitu juga jika kompresor dioperasikan pada spillback total untuk jangka waktu yang panjang, berat molekul akan turun, yang bisa menyebabkan kompresor surge.

12. Ganti supply gas purge riser dari lean gas ke nitrogen. Ganti flushing supply minyak dari LCO / HCO ke raw oil.

13. Jika feed dikeluarkan tersebut akan panjang (lama), Kurangi Lift steam dan steam atomisasi utama s/d flow rate normal desain. Pastikan untuk menambah laju alir steam atomisasi utama hingga kecepatan aliran mencapai steam minimum startup (sebelum sirkulasi katalis).

14. Dengan feed dikeluarkan (cut out) dan sirkulasi katalis distop, kolom utama akan dingin dengan cepat dan uap hidrokarbon kondensasi dan terkumpul, turun ke bagian bottom kolom. Jika outage (feed keluar) tersebut dalam waktu lama, kurangi semua aliran pump-around kolom utama untuk menahan panas di kolom utama. Matikan semua aliran produk ke TK penyimpanan kecuali untuk produk Bottoms kolom utama. Jika suhu top kolom utama menurun di bawah 110 °C sebelum Feed dapat dikembalikan ke riser, buka kolom Bottoms steam generator utama stop Check non-return valve Bypass yang memungkinkan steam untuk kembali ke exchanger serta memberikan panas ke aliran sirkulasi Bottoms kolom utama.

Jika terjadi darurat disebabkan oleh atau disebabkan oleh hilangnya udara MAB, langkah-langkah tambahan berikut harus dilakukan:

Pengamanan dengan Udara MAB dikeluarkan dari Regen (Outage):

15. Tekanan regenerator akan turun menjadi mendekati tekanan atmosfer dalam waktu beberapa menit. Minta operator luar untuk visual mengkonfirmasi bahwa semua ‘special cek valve’ telah tertutup untuk mencegah katalis balik ke MAB. Jika tidak, cobalah untuk menutup special check valve menggunakan counterweight tersebut.

16. Tutup resirkulasi katalis slide valve. Hal ini diperlukan untuk mencegah dumping (jatuhnya) semua katalis ke 2nd stage regenerator. Minta operator luar untuk visual mengkonfirmasi bahwa slide valve telah tertutup sepenuhnya.

17. Hentikan udara fluidisasi ke katalis cooler dan tutup SLV katalis yang didinginkan. Hal ini diperlukan untuk tetap menjaga panas di regenerator dan mencegah dumping (turunnya) semua katalis regenerator ke stage kedua.

18. Jika fuel ke line LCO stripper overhead sudah dimasukkan, sekarang harus ditutup / distop.

19. Selagi steam riser tetap bertindak sebagai penyangga (buffer) untuk mencegah hidrokarbon masuk regenerator, tekanan reaktor harus dikurangi serendah mungkin. Secara manual buka / buang tekanan via kolom utama untuk kontrol valve tekanan dan flare depressure tekanan reaktor ke flare header. Hal ini kemungkinan besar akan mengharuskan stop WGC untuk mencegah surge.

20. Hentikan torch oil ke regenerator. Stop fuel gas ke burner DFAH utama dan pilot. Blokir dan pasang sorokkan buta dari fuel gas.

Langkah-langkah menghilangkan hidrokarbon dari reaktor dan membangun uap penghalang antara ‘regenerator dan bagian fraksinasi’. Setelah kondisi ini stabil terkendali, dapat diselidiki dan diperbaiki. Namun, ditekankan bahwa setiap situasi darurat harus ditangani secara individual tergantung pada kondisi yang ada saat darurat dan sumbernya.

                                                                                                       (kembali Keatas)

Darurat Sistem Interlock:

Pada kebanyakkan unit FCC paling modern, beberapa tindakkan dilakukan secara otomatis oleh Interlock System Darurat (EIS), yang mengurangi, tetapi tidak menghilangkan intervensi operator.
EIS adalah sisitm yang berdiri sendiri (mandiri) mulai ketersediaan perangkat keras komputer yang tinggi dan paket perangkat lunak terpisah yang terpisah dari sistem kontrol terdistribusi. Namun selalu lebih disukai untuk melakukan shutdown dikontrol sendiri daripada trip unit oleh EIS.

Jika Emergency yang disebabkan oleh rendahnya delta Press (ΔP) spent SLV atau regen SLV, posisi spent SLV atau regen SLV menutup, laju aliran feed rendah, suhu reaktor rendah, atau tinggi level spent katalis di stripper reaktor tendah, EIS akan melakukan fungsi-fungsi berikut:

a. Buka lift steam kontrol valve lebar untuk mencegah merosot riser kalatis di riser.
b. Bypass umpan ke kolom utama, berhenti mengangkat gas dan menghentikan hidrokarbon cair lain-lain feed untuk riser.
c. Posisikan FCV feed manual dan set ke 10% terbuka untuk menghindari overfilling ke kolom utama oleh feed.
d. Tutup SLV Kat-regenerasi dan SLV spent-Cat .

Catatan: Semua SLV (kecuali SLV Flue Gas) dilengkapi dengan ‘delta-P overridge’ sebagai intervensi utama. Penurunan delta Press dibawah setpoint, (biasanya 0,14 kg/cm2) akan variabel proses setpoint kontrol normal diabaikan dan SLV menyesuaikan sendiri untuk mempertahankan minimum delta P setpoint. Kontroler overridge ini merupakan bagian dari sistem kontrol distributed (DCS), bukan EIS. EIS akan aktif bila delta-P SLV rendah, jika nilainya turun lebih terus ke setpoint EIS, biasanya 0,07 kg/cm2.

Jika Emergency disebabkan oleh kecepatan aliran MAB rendah atau level steam drum CO Boiler rendah, EIS akan melakukan fungsi tambahan sebagai berikut:

1• Menutup resirkulasi katalis slide valve.
2• Membantu menutup cek valve khusus udara.
3• Hentikan torch oil dan fuel gas untuk DFAH
4• De-energize pada electrostatic precipitator.
5• Stop udara fluidisasi ke cooler katalis dan tutup SLV katalis yang didinginkan.

Setiap unit sedikit berbeda dan mungkin ada beberapa penyebab lain-lain tambahan untuk mengaktifkan EIS atau efek tambahan lain-lainnya. Ikuti Tabel Cause & Efek pada P & ID dan petunjuk yang diberikan oleh vendor EIS untuk lebih jelasnya.

Catatan: EIS tidak melakukan semua operasi yang diperlukan untuk mencapai status stop aman. Operator dalam dan luar panel akan harus melakukan beberapa operasi manual dan mengkonfirmasi EIS telah merespon dengan benar. Prosedur yang disarankan berikut ini memberikan urutan langkah utama yang harus diambil untuk situasi darurat yang paling mungkin.

MAB Failure:

Kehilangan MAB FCC adalah salah satu keadaan darurat lebih besar ketika unit FCC operasi. Bila blower berhenti, hilangnya aliran udara akan menyebabkan tekanan regenerator berkurang dengan cepat mempengaruhi keseimbangan hidrolik antara reaktor dan regenerator, dan delta P slide katalis.
Tindakan-tindakan berikut harus dilakukan:

1. Gerakkan unit sesuai status Outage udara Yang Aman.

Catatan: Regenerator kemungkinan akan berisi (Teraliri) beberapa mudah bakar karena blower trip tiba-tiba. Sumber bahan mudah terbakar adalah feed yang balik arah dari regen stand-pipe atau coke dan uap hidrokarbon yang masuk bersama spent katalis dari stripper (Reaktor ke Rg) tersebut. Jika sebagian TI (suhu) regenerator tetap diatas 425 °C, bakar tsb kemungkinan bisa terbakar disaat udara kembali ke regenerator dan tercegah terbentuknya campuran bisa meledak.
Namun. jika beberapa TI regenerator drop (turun) di bawah 425 °C, yang berada di bawah temperatur bakar/pengapian dan campuran eksplosif (ledak) mungkin terbentuk saat udara dikembalikan ke regenerator.

2. Setiap sumber berpotensi terbakar dari regenerator seperti ESP harus di bypass atau de-energizing sampai kondisi operasi regenerator normal, dilanjut upaya mencegah terbakar apapun yang mudah terbakar.

3. Jika blower pulih dan unit tersebut akan restart tanpa membuka regen, prosedur berikut harus dilakukan:

a. Jika salah satu suhu regenerator telah turun di bawah 430oC, bersihkan (purging) stage pertama dan kedua distributor udara utama dengan nitrogen sebelum start blower. Koneksi tersedia di hilir cek valve dimana selang nitrogen dapat disambungkankan. Test flue gas apa mudah terbakar untuk memastikan pembersihan (purging) memadai. Jika mudah ditemukan substansial (bahan) terbakar, lanjutkan pruging tersebut. Mungkin perlu untuk memberikan tambahan pasokan nitrogen sementara jika kapasitas nitrogen plant tidak cukup. Perhatian: Steam tidak boleh digunakan untuk membersihkan karena bisa terjadi reaksi ‘water shift’ antara coke dan water dapat menghasilkan CO dan hidrogen.

b. Buka jalur plant air ke outlet blower hanya untuk mendorong dari special check valve stage-I dan II. Udara ini dapat digunakan untuk “rathole” (membuat saluran) katalis dalam air-heater dan air-grid untuk membuat aliran awal dari blower mudah / bisa mengalir.
c. Start MAB dengan sebagian udara diventing keudara, dan kemudian mulai alirkan kecil ke regenerator. Setelah blower sampai pada kecepatan uyang cukup dan dilindungi oleh anti surge controller, tambah udara ke regenerator.

d. Terus operasi kembali ke normal mengikuti prosedur startup normal.

5. Jika blower tidak bisa direstart dan regenerator akan dimasuki orang untuk diperiksa, prosedur berikut harus dilakukan:

a. Bongkar katalis ke hopper penyimpanan equilibrium katalis. Karena blower trip saat operasi, katalis akan panas dan unfluidized dan mungkin sulit untuk membongkar. Spent Katalis (bekas pakai di Rx) dari stripper reaktor harus dipindahkan ke regenerator agar bisa di bongkar muat (unload) dari system. Contoh spent katalis harus diambil untuk memastikan hanya ada coked dan tidak berminyak. Jangan mentransfer katalis berminyak ke regenerator.

b. Dinginkan regenerator sebisa mungkin. Karena blower (MAB) tidak siap selama katalis dibongkar, sejumlah besar katalis mungkin akan tetap berada di vesel Regen. Stack akan menyedot udara (natural draft) yang kuat dan udara akan ditarik ke vesel (rang Regen) saat manway dibuka, dan akan mensuplai sumber O2 untuk setiap terbakar pada suhu pengapian. Oleh karena itu, perlu untuk membersihkan (purging) setiap bahan mudah terbakar keluar dari regenerator sebelum manway dibuka.
c. Bersihkan distributor udara utama Stage pertama dan kedua dengan nitrogen sebelum membuka regenerator. Koneksi tersedia di downstream cek-valve dimana selang nitrogen dapat sambungkan. Test flues gas untuk memastikan bahan mudah terbakar telah dibersihkan secara memadaii. Jika ditemukan substansial (bahan) mudah terbakar, lanjutkan pembersihan. Mungkin perlu untuk memberikan pasokan nitrogen tambahan (beli skit N2 tank) sementara jika kapasitas pabrik nitrogen tidak cukup. Catatan: Steam tidak boleh digunakan untuk membersihkan (purging) karena dapat bereaksi (water shift reaction) antara coke dan air yang dapat menghasilkan CO dan hidrogen.
d. Tarik Vakum keluar katalis sisa dari regenerator dan reaktor ketika sudah aman untuk dilakukan.

 Kegagalan Cooling Water

Jika kegagalan cooling water  terjadi untuk jangka waktu lebih dari sepuluh menit, unit harus shutdown. Potensi bahaya terbesar adalah untuk kompresor wet gas (WGC). Kehilangan air pendingin ke inlet kompresor dan pendingin interstage dapat mengakibatkan suhu hisap tinggi yang dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan ke kompresor. Selain itu, jika air pendingin yang digunakan untuk MAB  atau kondensor turbin penggerak WGC, driver turbin akan kehilangan efisiensi dan   stop.

Jika aliran air pendingin tidak dapat dipulihkan kembali, lakukan tindakan pengamanan  sbb:

1. Atur unit stop bertahap ke arah status Cut Out Feed (COF) yang aman /Feed Outage Safe Park.

2. Gunakan torch oil untuk menjaga katalis panas di regenerator. Lanjutkan sirkulasi internal dalam regenerator melalui slide-valve resirkulasi katalis. Kurangi udara fluidisasi ke cooler katalis ke 20% dari flow desain dan Tutup SLV cooler katalis. Tahan regenerator pada 650 °C.

3. Jika MAB harus Shut-down, ikuti prosedur darurat-dure untuk Main Kegagalan Blower Air.

Setelah air pendingin normal kembali, operasikan unit kembali mengikuti tahapan prosedur startup normal.

 Kegagalan Listrik:

Pada Saat kegagalan power listrik menyeluruh,  semua peralatan proses akan shutdown kecuali pompa dan kompresor yang digerak oleh steam turbin. Sebuah unit supply power tidak terputus untuk (UPS) DCS dan EIS harus bisa mempertahankan operasi instrumentasi setidaknya + 1 jam.

 Pada saat   gagal power listrik, lakukan tindakan berikut:

1. Atur ke status Outage Feed Stop Unit Aman (COF Aman).

2. Kurangi udara fluidisasi ke cooler katalis ke 20% dari aliran desain dan tutup SLV katalis yang didinginkan.

3. Turbin pendorong pompa sirkulasi air untuk cooler katalis otomatis harus start (dicheck / dijalankan). Lanjutkan sirkulasi air melalui sirkuit steam untuk melindungi tube katalis cooler. Jika air circulation berhenti, Lakukan prosedur Emergency  Kegagalan Catalyst Cooler.

 4. Turbin pendorong sirkulasi pompa Bottoms kolom utama harus automatis start.   Level Bottoms kolom dipompa s/d sisa 20-40 persen melalui line produk Bottoms, line bypass pompa bottoms produk yang pakai motor. Jika Bottoms circulation terhenti, ikuti prosedur darurat untuk Main Bottom tentang Kegagalan Kolom Pompa.

5. Jika udara utama blower harus shutdown, ikuti prosedur-prosedur darurat untuk Kegagalan Main Air Blower.

Setelah listrik hidup kembali, operasikan unit kembali   mengikuti prosedur startup normal

Steam Failure

 1  Ikuti prosedur darurat yang sesuai untuk kegagalan peralatan Rotating dengan steam turbin   drivers.

 2. Bila terjadi kegagalan steam sebagian (parsial), kurangi sedikit tapi rata  steam ke distributor steam stripping,  steam ke distributor dome reaktor   dan ke Feed distributor. Stripping steam distributors dan steam distributor dom reaktor semuanya dirancang bisa operasi pada feed 60% dari desain normal. Distributor Feed juga dirancang untuk dioperasi cukup baik pada 60% dari ketersediaan steam dari  normal selama feedrate minyak 60% dari normal. Jika perlu, kurangi   Lift steam sebanyak masih bisa, tetapi jaga agar laju di riser tidak merosot. Lanjutkan operasi selama steam masih panas dan kering. Jika steam mulai basah dan ketersediaan flow  kurang dari 40% dari  desain normal, shutdownkan unit sesuai prosedure kegagalan steam total.

 Bila terjadi kegagalan steam total, unit harus shutdown. Atur unit ke status Outage Feed Safe Park (COF Aman). Catalyst akan balik masuk kembali ke steam distributors didalam reaktor dan riser. Katalis dapat dengan mudah tertiup kemudian selama distributor tetap panas dan kering. Jangan biarkan kondensat untuk memasukkan distributor yang penuh katalis karena akan terbentuk lumpur katalis, berpotensi masukkan ke distributor. Oleh karena itu, sebelum restart steam apapun ke distributor  harus diyakinkan bahwa steam di blowdown sampai panas dan kering, baru dimasukkan

 Surge MAB Udara akan terbuka,  tercabut kembali udara dari generator. EIS akan trip karena flow  udara rendah ke regenerator. Efeknya akan sama dengan hilangnya (trip) MAB. Ikuti prosedur darurat untuk   Kegagalan MAB. Blower itu sendiri mungkin mati atau tidak shutdown, tergantung pada derajat ketergantungan udara instrumen penggerak blower dan auxilliary (sarana bantu).

 2. Aliran Feed kontrol valve akan fail close ditutup, dan pompa feed valve spillback akan fail open, efektif menghentikan aliran Feed ke reaktor. Matikan pompa feed sampai udara instrumen dipulihkan.

 3. Lift Steam  flow kontrol Valve (FCV), FCV steam atomisasi  dan FCV atomisasi kedua  akan terbuka penuh saat kegagalan udara intrument. Segera blok  kerangan tersebut  dan atur sesuaikan via bypass control valve untuk menjaga steam ke riser.

4. FCV Steam Generation dari Sirkulasi Main Colum Bottom (MCB) fail open (akan gagal terbuka). Tutup   blok valve dan gunakan kerangan bypass untuk mengurangi aliran dan minimalkan pendingin pada kolom utama.

Setelah udara instrumen pulih, kembalikan unit bertaha operasi mengikuti prosedur startup normal

MCB Pump Failure:

Sirkuit sirkulasi Kolom Bottoms Utama (MCB) kehilangan sekitar 30 persen  panas dari  vapour ex reaktor. Jika aliran hilang selama lebih dari sepuluh menit, unit harus shutdown kerana alasan berikut:

a. Waktu cairan tinggal (residence time) di Bottoms dan suhu borrom akan meningkat ke titik di mana akan mulai terbentuk coke;

b. Potensi suhu tinggi dan kerusakan   peralatan   internal MCB dan sistem overhead;

c. Entrainment katalis naik  sampai keatas kolom

d. Level cairan dalam kolom naik tinggi mungkin banjir s/d inlet line masuk uap reactor.

 1. Prioritas pertama bila pompa Bottoms failure adalah bagaimana untuk cara agar material bisa keluar dari kolom dan suhu Bottoms terjaga bisa turun / rendah. Cobalah untuk start pompa cadangan segera. Jika tidak mungkin, kurangi feed sampai 75% desain dan turunkan suhu reaktor sekitar 30 °C. Kurangi laju alir produk LCO yang ditarik keluar, untuk membantu pendinginan internal bagian bawah kolom.

2. Turunkan terus feed rate. Tambah Lift steam sampai  Feed rate di bawah 60%  desain untuk menjaga sirkulasi katalis.

 3. Jika tidak memungkinkan untuk start pompa   dalam waktu sepuluh menit, segera posisikan unit ke status Outage Feed Stop Aman (COF Secara aman).

 4. Ambil/ cek sampel DCO  produk (Yg ke TK) dan sampel DCO yang sirkulasi di Bottoms kolom utama tray-line. Dalam spect-sampel ini untuk konten katalis tinggi akan menentukan apakah katalis carry-over karena   kegagalan pompa.

 5. Gunakan torch oil untuk menjaga panas katalis di regenerator. Lanjutkan internal sirkulasi dalam regenerator melalui  SLV katalis resirkulasi. Kurangi udara fluidisasi ke cooler katalis ke 20% dari aliran desain dan tutup SLV katalis  yang didinginkan. Tahan regenerator pada 650 °C.

 Setelah pompa Bottoms kolom utama pulih, level  kolom naikkan sampai ke level operasi normal. Kemudian operasikan unit kembali sesuai prosedur startup normal

FEED PUMP FAILURE

Jika kehilangan terjadi Feed, lakukan tindakan berikut:

1. Pindahkan unit ke status Outage Feed  Stop Aman (COF Aman).

2. Jika EIS tidak berfungsi dengan baik, suhu reaktor dapat naik dengan cepat, sebelum pengontrol suhu merespon dengan mengurangi bukkan posisi SLV katalis diregenerasi. Jika perlu, posisikan pengontrol suhu reaktor ‘manual’ dan mulai tutup   Cat-regenerated slide valve.

3. Gunakan torch oil untuk menjaga panas katalis di regenerator. Lanjutkan sirkulasi internal dalam regenerator melalui   katalis resirkulasi slide valve. Kurangi udara fluidisasi ke cooler katalis ke 20% dari flow desain dan tutup  SLV katalis  yang di dinginkan. Tahan regenerator pada 650 °C sampai pompa feed bisa dipulihkan.

Setelah pompa feed pulih, atur unit kembali beroperasi mengikuti prosedur startup normal.

KEGAGALAN OPERASI SLIDE VALVE

Tindakan Operator disesuaikan untuk keadaan   Emergency    harus disesuaikan keadaan, Bila:

 1. Minyak Hidrolik Pasokan Kegagalan

2. Kontroler malfungsi

3. Fisik Kerusakan Valve yang

1. Kegagalan Pasokan   Hidrolik Oil

Hilangnya tekanan minyak hidrolik bisa terjadi karena hilangnya pompa minyak hidrolik atau pipa oli hidrolik pecah. Jika salah satu pompa minyak gagal, pompa cadangan otomatis harus start. Jika kedua pompa gagal start, atau saluran minyak telah pecah, hilangnya tekanan minyak hidrolik akan menyebabkan aktuator untuk mengunci di tempatnya. Jika operasi unit stabil,  akan terjadi upset (gangguan operasi) tidak akan terjadi. Namun, unit akan kehilangan kontrol dan tindakan segera harus diambil. Tindakan Para operator harus dilakukan sebagai berikut:

a. Jika line oli hidrolik tetap utuh, lanjutkan sebagai berikut:

(1) Coba untuk start pompa cadangan.

 (2) Jika pompa tidak dapat start, power hidrolik sementara akan disediakan oleh akumulator utama dan cadangan hidrolik oil. Posisikan controller SLV manual dan meminimalkan gerak SLV untuk menghemat tekanan oli hidrolik. Akumulator utama  hidrolik oil akan memberikan tekanan cairan hidrolik untuk aktuator guna menggerakkan lidah SLV dua stroke (gerakkan) penuh. Perhatikan bahwa tekanan akumulator utama akan habis dalam waktu sekitar empat menit.

 (3) Jika tekanan akumulator utama habis, beralih ke akumulator cadangan, yang lagi-lagi akan memberikan dua stroke SLV penuh atau sekitar empat menit  waktu operasi. Ketika akumulator cadangan diaktifkan, itu akan mengaktifkan alarm panel control “Cadangan Accumulator in Service”. Untuk memperpanjang penggunaan akumulator cadangan lebih dari empat menit, operator panel dapat mengganti akumulator cadangan ‘aktif’ dan ‘off’ dari fungsi layanan setelah posisi katup geser memenuhi kontrol proses. (on-off seperlunya saja)

 (4) Ketika tekanan cadangan akumulator rendah, alarm ” Tekanan Accumulator Cadangan Rendah” akan aktifkan di ruang kontrol. Pada saat itu, cadangan akumulator fungsi akan dinonaktifkan untuk mempertahankan fungsi darurat akumulator. Ini masih akan mungkin bagi operator untuk secara manual mengoperasikan SLV menggunakan handwheel tersebut. Pelajari / ikuti    Manual operasi dari pabrik untuk pengoperasiannya.

 (5) Begitu alarm “Tekanan Accumulator Cadangan Rendah” diaktifkan, maka tekanan hidrolik akan tetap yang cukup untuk stroke SLV dari terbuka penuh untuk menutup penuh satu kali. Kemampuan ini disediakan untuk EIS.

 b. Jika pipa hidrolik rusak, atau keduanya akumulator habis, SLV harus dioperasikan pakai handwheel. Saat mengoperasikan SLV  katalis diregenerasi dengan handwheel, panatau ketat  ‘diferensial tekanan SLV katalis’   agar aliran terbalik (reversal) tidak terjadi.

c. Jika tekanan oli hidrolik dapat dipulihkan kembali dengan cepat, posisikan SLV kembali ke operasi rutin. Bila kegagalan SLV yang berkepanjangan, unit harus shutdown.

2. Kontroler TIDAK fungsi

Aktuator SLV akan gagal dalam posisinya pada hilangnya elektronik power aktuator, hilanga sinyal feedback posisi valve atau kehilangan tekanan sistem hidrolik. Untuk hilangnya sinyal   perintah SLV (DCS kegagalan), aktuator SLV mungkin gagal dan tetap pada posisinya, atau gagal ditutup, tergantung pada detail dari desain DCS dan EIS.

 Power listrik aktuator biasanya disediakan oleh ‘power supply yang tidak pernah terputus’ (UPS), sehingga slide valve harus tetap berfungsi  selama kegagalan daya.

 Dalam skenario kegagalan, masih mungkin untuk bisa mengoperasikan SLV di lokal, menggunakan kontrol ‘hidrolik joging’ di aktuator atau handwheel tersebut. Perhatikan bahwa untuk melibatkan handwheel akan membuat system mekanis tidak memungkinkan untuk hidrolik aktuator untuk menggerakkan katup. Setiap fungsi emergency (darurat) shutdown SLV, handwhee tetap normal / bisa operasi. Bila aktuator dikembalikan dari handwheel ke posisi  digerakkan hidrolik, pastikan sinyal perintah aktuator cocok dengan posisi valve. Hal ini akan mencegah gerakan tiba-tiba (pindah) valve ke posisi yang tidak diinginkan ketika aktuator resume kontrol posisi valve.

 Bila terjadi kegagalan  actuator dari SLV Spent Cat dan SLV Regenerated-Cat dalam waktu lama, unit harus shut-down. Mengingat SLV flue gas memiliki dua aktuator untuk dua disk (A & B), operasi aktuator yang tersisa pada umumnya masih dapat dipertahankan untuk kontrol tekanan diferensial regenerator-reaktor via satu aktuator.

Kegagalan SLV resirkulasi katalis atau aktuator  katalis yang didinginkan umumnya tidak begitu berdampak serius hingga menyebabkan unit shutdown.

3.  Kerusakan Fisik Valve

Hilangnya kendali SLV bisa terjadi karena   erosi disc yang berlebihan atau poros rusak.

Tindakan korektif yang akan diambil tergantung pada Valve mana yang rusak tersebut:

a. Jika Kegagalan Slide Valve Spent Catalyst

 (1) Jika SLV Spent katalis tidak dapat dinormalkan kembalikan saat unit beroperasi,  maka unit harus shutdown. Situasi terburuk terjadi jika SLV  terjebak macet dalam posisi terbuka. Hal ini bisa unit shutdown yang  sangat rumit karena risiko potensi meningkatnya udara dari regenerator bisa masuk ke reaktor dan kolom utama, dapat menyebabkan kebakaran atau ledakan. Untuk mencegah hal ini, katalis sirkulasi balik dari   regenerator ke reaktor harus dilanjutkan selama mungkin.

Sebagai back-up, tekanan reaktor dipertahankan lebih tinggi daripada tekanan regenerator. Dengan cara ini, jika stripper   benar-benar kehabisan katalis ke regen, steam dari reaktor akan memasuki regenerator melalui stand pipe katalis yang terbuka akan lebih baik daripada udara dari regenerator yang masuk reaktor.

(2) Kurangi feedrate ke tingkat yang stabil, seminimal mungkin, namun margin yang aman di atas titik EIS trip raw  feed oil aliran rendah. Sesuaikan pengontrol tekanan diferensial regenerator-reaktor sehingga tekanan reaktor 0,14 kg/cm2 lebih tinggi dari tekanan regenerator. Kurangi tekanan reaktor sekitar 0,7 kg/cm2.

(3) Kurangi temperatur reaktor menjadi sekitar 490 °C. Pastikan untuk mempertahankan margin yang aman di atas titik Trip EIS Reaktor temperatur Vapor rendah. Dinginkan regenerator jadi sekitar 650 °C atau kurang. Hal ini dapat dilakukan dengan mengurangi suhu reaktor, mengurangi suhu combine feed, memaksimalkan tugas pendinginan katalis dan tingkatkan oksigen berlebih dalam flue gas sampai 5% atau lebih. Setelah umpan di Stop (cut-out), hal ini akan memungkinkan sirkulasi jumlah maksimum katalis tanpa menyebabkan suhu melebihi desain reaktor.

(4) Kurangi inventory hidrokarbon cair di seluruh stripper kolom dan side stripper main colum ke rate  yang stabil /  minimal.

(5) Tutup spent Cat  Slide valve  sebanyak mungkin.

(6) Matikan WGC dan kontrol tekanan reaktor dengan setting pengontrol tekanan lainnya ke  flare “otomatis” dengan tekanan set sekitar 0,70 kg/cm2. Blokir saluran hisap kompresor dan discharge. Bersihkan casing dengan nitrogen agar gas free.

(7) De-energi pada electrostatic precipitator.

(8) Naikkan Stripping Steam , Lift Steam dan Steam atomisasi utama ke maksimum meter (batasnya). Ketika telah siap, potong feed ke kolom utama, kemudian mematikan pompa feed. Ketika ini terjadi, EIS akan trip karena aliran feed Oil   rendah dan menutup regenerated  catalyst SLV. Segera tekan Darurat tombol EIS Reaktor Shutdown ulangi dan kemudian buka regenerated cat slide valve  kembali. Lanjutkan sirkulasi katalis dan usahakan untuk menahan level katalis di stripper Rx stabil. Namun tidak suhu melebihi batas operasi maksimum yang aman dari reaktor walaupun   hal ini akan mengakibatkan katalis  distripper tersebut berkurang.

(9) Ketika suhu regenerator jatuh ke 540 °C mulai unload  katalis dari regenerator (ke Hopper).

(10) Biarkan kolom utama untuk dingin. Pompa keluar minyak sebanyak mungkin. Mulai jalankan uap kering ke dasar kolom bottom. Vent tekanan dari  overhead receiver ke flare, tetap menjaga tekanan reaktor yang lebih besar dari tekanan regenerator.

(11) Ketika kolom utama  kosong, suhu telah stabil dengan uap, dan kolom dianggap gas bebas gas, stop MAB. Tutup penuh regenerated Catalis SLV. Jaga steam dalam riser.

 Catatan: Jika suatu saat tekanan regenerator tidak dapat dipertahankan lebih rendah dari tekanan reaktor, segera stop MAB dan ikuti prosedur darurat untuk Kegagalan MAB. Tutup penuh regenerated Cat Slide Valve. Jaga Steam dalam riser. Kemudian kurangi tekanan reaktor dengan venting dari  overhead receiver kolom   utama ke flare header.

(12) Turunkan steam rate ke riser. Lepaskan buta di ventilasi reaktor uap line di inlet kolom utama dan pasang bline buta di kolom utama. Ketika blind buta dipasang di inlet kolom utama, matikan steam ke dasar kolom utama. Dinginkan suhu reaktor di bawah 150 °C sebelum steam ke riser dimatikan.

(13) Atur unit aman untuk izin masuk dan perbaikan SLV yang bermasalah. Setelah masalah katup geser dikoreksi, ikuti prosedur normal untuk mengatur unit kembali beroperasi.

b.   Kegagalan Regenerated Catalyst Slide Valve

(1) Jika fungsi kontrol hilang saat slide valve  posisi terbuka, naikkan (tambah) lift steam dan steam atomisasi utama sekaligus kurangi feed  sampai 60% desain. Turunkan tekanan reaktor bersamaan   berkurangnya feed untuk membantu sirkulasi katalis.

(2)  Karena feed  berkurang, coke make (produk coke)   berkurang dan suhu regenerator akan turun. Sesuaikan suplai udara yang diperlukan tetapi tidak disuntikkan torch oil. Biarkan suhu reaktor turun tapi masih jauh di atas batas titik EIS Trip temperatur Reaktor Vapor rendah.

(3)  Saat suhu regenerator drop, transfer katalis sebanyak dari regenerator ke hopper ekuilibrium katalis sebanyak mungkin tanpa kehilangan resirkulasi dan aliran katalis regenerasi.

(4) Tambah steam stripping dan steam dome reaktor untuk maksimal untuk pembersihan reaktor dan kolom utama.

(5) Stop lift gas dan semua aneka hidrokarbon cair ke feed riser reaktor.

(6) Bila siap, potong feed ke kolom utama. Segera shut-down MAB dan stop semua steam riser. Dengan tidak ada steam atau minyak untuk fluidize katalis, katalis akan merosot dan menutup wye piece tersebut. Hal ini dilakukan untuk mencegah udara apapun masuk ke reaktor. Sementara ini kurang diinginkan untuk kemudahan me-restart unit, itu adalah tindakan pencegahan keamanan yang diperlukan. Tutup penuh spent Catalis slide valve.

(7)  Ikuti prosedur darurat untuk Kegagalan MAB.

 (8)  Lanjutkan steaming out kolom utama dengan  dari reaktor stripper dan kubah (Dome Rx). Pompa keluar minyak dari semua sirkuit pumparound kolom utama. Bila kolom utama adalah kosong dan dingin, dan reaktor yang dingin, bakua sorokan buta di venting line vapour reaktor   dan pasang sorokan buta di inlet kolom utama.

(9) Setelah SLV telah diperbaiki, ikuti prosedur startup normal untuk menempatkan unit kembali beroperasi.

c.  Untuk Kegagalan Flue Gas Slide Valve

Jika salah satu kontrol dari Flue gas slide valve tidak bekerja, masih dimungkinkan untuk mengontrol tekanan regenerator-reaktor diferensial hanya menggunakan SLV yang kedua  bila beroperasi. Namun, dalam hal kontrol tekanan diferensial yang tidak memadai untruk  dapat dipertahankan, atau bahwa kontrol dari kedua katup geser hilang, unit akan harus shut-down.

Jika flue gas slide valve gagal dan menuju posisi tutup sehingga tekanan regenerator naik, anti-surge controll MAB akan membuka katup ke vent (snort valve terbuka), mengurangi aliran udara ke regenerator. Kondisi Ini feedrate mungkin perlu dikurangi untuk mencegah behind burning (semakin tertinggal dalam pembakaran).

Jika flue gas slide valve gagal menuju posisi terbuka sehingga tekanan regenerator jatuh, MAB akan terus menambahkan udara ke regenerator pada debit yang diset. Karena tekanan rendah, kecepatan superfisial diregenerator akan naik dan dapat mengakibatkan losses katalis yang tinggi. Ini mungkin memerlukan penurunan kecepatan aliran udara MAB untuk mengontrol kecepatan regenerator dan mengurangi feedrate untuk mempertahankan oksigen berlebih dalam gas buang.

d  Kegagalan Slide Valve sirkulasi Catalyst

(1) Jika SLV macet di satu posisi, tidak akan ada fungsi kontrol langsung suhu ruang bakar yang dibawah atau kepadatannya. Check suhu ruang bakar, kepadatan katalis ruang bakar yang bawah dan tekanan discharge MABt.

(2) Jika poros Valve terlalu jauh terbuka, kepadatan katalis akan meningkat yang dapat mempengaruhi tekanan discharge blower karena katalis lebih banyal harus diangkat diruang pembakar. Hal ini dapat diperbaiki dengan meningkatkan laju udara sedikit.

(3) Jika poros valve terlalu jauh tertutup, kepadatan katalis akan turun, dan mungkin tidak ada panas yang cukup untuk menyempurnakan pembakaran coke atau katalis yang cukup untuk menyerap panas dari ruang pembakaran tersebut. Hal ini bisa mengakibatkan afterburning dalam regenerator.

Untuk kasus ini, laju udara harus sedikit diturunkan. Hati-hatilah untuk tidak menurunkan terlalu jauh karena unit akan behind burning (banyak coke di cat. tidak terbakar). Dalam kasus yang parah, feed rate harus dikurangi atau suhu reaktor diturun sehingga poduk coke berkurang diproduksi.

(4) Biasanya, kegagalan katup ini tidak memerlukan unit mematikan kecuali gagal dekat posisinya tertutup sepenuhnya. Penyesuaian kecil untuk variabel lain operasi normal harus memungkinkan untuk menjaga unit beroperasi.

e.   Kegagalan Slide valve Catalyst Cooler.

Biasanya, kegagalan valve ini tidak memerlukan shutdown unit. Perubahan untuk memberi feed komposisi atau kondisi operasi lain mungkin diperlukan untuk mengkompensasi tugas cooler katalis agar berkurang jika valve gagal pada posisi nyaris tertutup. Pendingin katalis dapat beroperasi tanpa batas dengan SLV katalis yang didinginkan sepenuhnya ditutup. Pengaturan udara fluidisasi akan memungkinkan penyesuaian terbatas dalam tugas pendinginan katalis

Cat.Cooler Failure

Jika flow rate air bersirkulasi di cooler katalis turun drastis, EIS seharusnya akan menstart   “sirkulating water pompa” cadangan. Jika kecepatan aliran sirkulasi air tidak pulih, EIS seharusnya menutup udara fluidisasi (lance air) dan menutup SLV katalis yang didinginkan. Demikian juga, jika level steam drum cooler katalis turun secara drastis (substansial), EIS akan menutup udara fluidisasi dan menutup SLV  katalis yang didinginkan. Mengacu pada Penyebab (Cause) dan Tabel Efek pada P & ID dan petunjuk yang diberikan oleh vendor EIS untuk lebih jelasnya.

 1. Kehilangan Air Sirkulasi

Jika sirkulasi air hilang dan EIS tidak berfungsi dengan baik, suhu tube catalyst cooler akan cepat meningkat. Tindakan berikut harus dilakukan:

a. Coba untuk start pompa sirkulasi air cadangan.

b. Jika kecepatan aliran sirkulasi air tidak pulih, tutup udara fluidisasi dan tutup sSLV  katalis  didinginkan.

2. Kehilangan Level Steam Drum

Jika level steam drum turun secara substansial (cukup besar) dan EIS tidak berfungsi dengan baik, lakukan tindakan berikut:

a.       Tutup udara fluidisasi dan menutup katup katalis geser didinginkan.

Catatan: Untuk menghindari kejutan  termal di tube, biarkan dingin untuk sekitar 175 °C sebelum restart air circulation. Gunakan termokopel terletak di pendingin katalis sebagai indikasi dari suhu tabung. Restart water sirkulasi dan diatur untuk rate sesuai design. Perhatikan level air umpan boiler, bila makeup tinggi,   mungkin menunjukkan bahwa tabung yang bocor. Ketika sirkulasi air stabil, mulai fluidizing udara dan kemudian katalis circulation melalui standpipe katalis yang didinginkan. Sesuaikan laju udara fluidisasi untuk menghilangkan panas yang diinginkan.

 3. Tube Catalyst Cooler Pecah atau lobang di Tube

 Jika tube cat-cooler  pecah atau ada lubang berkembang di salah satu tabung, mungkin ada bukti indikasi   lonjakan tekanan di regenerator, naik mendadak  permintaan BFW, atau naik bukaan SLV Flue gas. Ukuran kebocoran menentukan sebagaimana terlihat dan respon proses. Berikut tindakan yang harus diambil:

a. Stop aliran udara fluidisasi ke cat-cooler.

b. Tutup Slide Valve Catalyst Cooler.

c. Pompa sirkulasi air harus distop dan valve kontrol feed BFW    ditutup.

d.  Isolasi dan buang tekanan steam drum untuk menyamakan tekanan dengan regenerator. Karena steamnya akan terkondensasi terus dalam steam drum, tambah udara ke drum untuk mempertahankan tekanan steam drum yang kurang lebih sama dengan tekanan regenerator untuk menghindari   aliran (katalis / udara panas) balik ke yang tabung bocor. Jika unit memiliki valve isolasi pada saluran air sirkulasi ke dan dari cooler katalis, maka sebaiknya ini harus ditutup saat ini. Dalam hal demikian, steam drum kemudian dapat depressured.

e.  Prakteknya, unit FCC harus ditutup untuk bisa memperbaiki / tabung pecah.

Kehilangan cooler katalis akan dibutuhkan penyesuaian kondisi operasi FCC untuk membatasi regenerator temperature. Hal ini mungkin memerlukan pengurangan feed rate atau penurunan jumlah resid yang diproses guna mengurangi jumlah coke   yang harus dibakar di regenerator.

Cooler katalis dapat dibiarkan dalam kondisi shutdown /.stop tanpa aliran air, asalkan tidak ada aliran katalis atau fluidisasi aliran udara. Tube luar yang cocok (mampu) untuk suhu 538 °C. The temperatur dinding tabung yang diharapkan di bed katalis yang diam akan sekitar 500 °C dan akan terus mendingin selama tidak ada aliran katalis tambahan terjadi.

WGC Failure

Kegagalan WGC biasanya disebabkan oleh masalah mekanik dengan auxlilliary equipment atau masalah instrumentasi. Jika WGC gagal operasi, tekanan kolom utama harus dikontrol oleh venting gas basah ke flare. Unit ini dapat terus ONSTREAM, tetapi mungkin diperlukan untuk mengurangi throughput atau suhu reaktor untuk mengurangi jumlah pembakaran ke flare. Jika kompresor tidak bisa restart dalam beberapa jam, maka unit harus shutdown karena hilangnya produk. Peraturan lingkungan setempat mungkin memerlukan shutdown langsung dari Feed ke unit, untuk mengurangi pembakaran. Prosedur berikut harus digunakan untuk mengurangi pembakaran.

 1. Pindahkan unit ke status Outage feed stop Aman.

2. Gunakan oil torch untuk menjaga katalis di regenerator panas. Lanjutkan sirkulasi internal dalam regenerator melalui katup katalis resirkulasi slide. Mengurangi udara fluidisasi ke cooler katalis untuk debit minimum dan tutup valve katalis Slide yang didinginkan. Tahan regenerator pada 650 ° C sampai kompresor gas basah dipulihkan operasinya.

3. Setelah kompresor gas basah dikembalikan, membawa unit kembali beroperasi mengikuti prosedur startup normal.

Ada dua rute bahwa minyak bisa masuk ke regenerator:

(1)   Minyak “membalik” mengalir melalui   Regenerated Cat Slide Valve dan

(2)   Aliran minyak maju sampai melalui stripper spent katalis   dan spent cat slide valve.

Aliran Membalik melalui regenerated Cat. Slide Valve dapat terjadi tiba-tiba dan disebut “Reversal /aliran membalik”

Aliran masuk melalui stripper spent katalis   dan   slide valve spent catalyst terjadi lebih lambat dan disebut “Catalyst terendam Minyak”.

Penyebab dan tindakkan masing masingnya   berbeda.

Minyak Membalik (Oil Reversal)

Di masa lalu, Fresh Feed  masuk bootom riser, dan contact dengan katalis hasil regenerasi. Jika muncul kondisi di mana ada peningkatan mendadak tekanan dalam reaktor atau tekanan kolom utama, atau penurunan tiba-tiba tekanan regenerator, minyak bisa dipaksa untuk kembali mengalir melalui pipa katalis tegak (Cat stand Pipe) hasil regenerasi ke dalam regenerator. Jika sampai ke regenerator,   minyak terbakar,   temperatur sangat  tinggi. Sebuah alir balik minyak yang parah dapat menyebabkan suhu melebihi 1100 °C, lebih dari suhu desain internal regenerator.

 Dalam unit FCC modern, semua pembalikan tapi dicegah. Hal berikut memberi kontribusi untuk mengurangi kemungkinan pembalikan minyak tsb:

• Feed Distributor dipasang diatas riser / tinggi

• Delta P  SLV   lebih tinggi

• Media Angkat (Lift gas dan / atau L.Steam)

• High speed electrohydraulic aktuator slide valve

•  Delta P Overridges ke  Slide Valve

• Emergency interlock Sistem

 Sebuah pembalikan bisa terjadi jika ada “hilangnya   tekanan diferensial” pada Cat. regenerated SLV, dan SLV  tidak menutup. Jika EIS ini diaktifkan dan berfungsi dengan baik, pembalikan (Reversal) seharusnya tidak terjadi.

 Bila di-asumsikan bahwa penyebab pembalikan (reversal) adalah kegagalan fungsi EIS, dan / atau kegagalan SLV untuk sepenuhnya menutup, Maka tindakan berikut harus   segera dilakuka:

a. Pindahkan unit Feed Status Outage Safe Park (Feed dikeluarkan untuk stop aman)

b. Periksa suhu regenerator. Jika mereka lewat 815 °C, turunkan flow udara. Naikka udara fluidisasi ke   katalis cooler dan buka SLV Catalyst cooler (cat-didinginkan) untuk membantu menghilangkan kelebihan panas.

c. Jika suhu regenerator terus meningkat, memulai sirkulasi sedikit katalis ke reaktor. Ini akan mengurangi beberapa panas dari regenerator. Namun, jangan biarkan suhu reaktor melebihi suhu desain reaktor.

d. Jika tidak memungkinkan untuk mensirkulasi katalis ke reaktor, turunkan laju udara sebanyak mungkin dan tunggu minyak yang terbakar berkurang dan suhu regenerator untuk turun.

e. Bila suhu regenerator turun di bawah 700 °C, mulai tambah laju udara. Lanjutkan menempatkan unit kembali beroperasi mengikuti prosedur startup normal.

2. Catalyst Terendam Minyak

Dalam skenario ini, SLV  katalis yang diregenerasi telah ditutup namun feed terus mengalir ke riser reaktor. Tanpa katalis untuk menguapkan dan merengkah feed, minyak akan mengisi riser, melimpah ke stripper dan merendam katalis, kemudian masukkan regenerator melalui   spent katalis slide valve. Dalam skenario ini, EIS harus aktif mengakibatkan  ‘Regenerated cat SLV’ ditutup atau suhu reaktor makin rendah. Jadi skenario ini hanya bisa terjadi jika  regenerated Catalyst SLV tertutup, dan EIS gagal untuk mengalihkan feed ke kolom utama. (gagal mendivert dari ke Rx ke MCB).

 Tindakan-tindakan berikut harus dilakukan segera setelah tampak kondisi seperti demikian:

a. Rubah kondisi unit ke status Outage Feed (Cut-out feed) kestatus aman.

b.  Cek akumulasi feed cair di bottom riser, dan alirkan (drain) ke drum jika diperlukan.

c. Perlahan-lahan mulai mentransfer katalis ke regenerator dengan membuka slide valve spent katalis. Hati-hati pantau suhu regenerator. Jaga jangan biarkan suhu meningkat di atas 815 °C. Jika ada kecenderunga itu, stop transfer katalis dan tunggu sampai regenerator dingin. Lanjutkan mentransfer katalis perlahan. Ketika level stripper turun di bawah 20%, mulai membuka slide valve regenerated catalyst untuk memulai sirkulasi katalis kembali ke reaktor. Ini juga akan bertindak untuk menghilangkan panas dari regenerator.

d. Lanjutkan dengan cara ini sampai semua katalis berminyak telah dipindahkan ke regenerator.

e.  Ketika regenerator suhu drop ke 700 °C, terus kan operasi unit kembali mengikuti prosedur startup normal.

M       BEHIND  IN  BURNING   /   AFTERBURNING

Hal yang Sangat penting yaitu coke dibakar di katalis pada kecepatan yang sama sebesar yang coke diproduksi.

“Pembakaran Terlambat” / “Behind In Burning” adalah istilah untuk kondisi yang terjadi bila cokes diproduksi   dengan kecepatan   lebih tinggi daripada kecepatan  pembakaran coke dikatalis. Katalis akan berubah abu-abu gelap atau makin hitam karena akumulasi coke. Katalis kehilangan aktivitas akibat akumulasi coke, mengurangi hasil dari bensin dan LPG dan meningkatkan hasil slurry oil. Kondisi ini lebih umum dalam satu regenerator tahap singgle bed yang beroperasi dalam mode pembakaran CO parsial. Kondisi ini jarang terjadi dengan regeneratodua-stage, tapi masih mungkin terjadi.

Afterburning di difinisikan sebagai pembakaran CO menjadi CO2 dalam tumpukan katalis fase encer dari regenerator. Karena kurangnya kepadatan  katalis dalam fase encer untuk menyerap panas dari pembakaran, suhu gas buang cepat naik terus ke tingkat yang dapat merusak peralatan.

RFCC regenerator dua stage dirancang untuk pembakaran CO parsial di regen stage atas     dan pembakaran CO sempurna pada regen stage kedua (lower regen). Udara yang Cukup disuplai ke regenerator atas untuk membakar sebagian besar coke, sehingga cokes habis dan pembakaran disempurnakan dalam regenerator yang bawah karena suasananya dibuat mengandung oksigen berlebih.

Tanda-tanda bahwa unit ini tertinggal dalam pembakaran adalah:

1. Katalis terlihat lebih gelap dalam warna.

2. Perubahan profil suhu Regenerator terasa. Dalam operasi normal stage pertama regenerator suhu ditumpukan katalis di fase encer agak lebih tinggi dari suhu bed cat yang padat dan dense bed regenerator bawah dan suhu di fase encer yang kurang lebih sama. Jika laju udara pembakaran menjadi kurang, maka suhu dense (padat) bed (tumpukan) katalis regenerator stage pertama dan suhu di fase  encer akan berdekatan, dan atau profil berbalik (Dillute bed temp sama, dekatan atau lebih rendah).

3. Pada analiser, Rasio CO2/CO menurun (artinya konten CO meningkat) dalam gas buang (flue gas) ke Boiler CO.

4. produk bottom Kolom utama meningkat karena aktivitas katalis kurang efektif mengkonversi.

Tindakan-tindakan berikut harus dilakukan untuk mengejar ketinggalan dalam pembakaran cokes:

a. Tingkatkan laju udara ke regenerator atas. Ketika coke terbakar, kemudian akan ada peningkatan jumlah oksigen berlebih dalam lower regenerator dan afterburning mungkin bisa terjadi. Ini akan memanaskan gas mengalir melalui vent tubes yang bisa merusak distributor udara atas. Untuk menghindari hal ini, kenaikan laju udara harus dilakukan secara bertahap.

b. Monitor suhu regenerator stage pertama untuk memastikan fase encer dan suhu dense bed yang mulai dibalik.

c. Ambil contoh katalis  yang diregenerasi sesering mungkin. Bandingkan ini untuk memeriksa bahwa katalis menjadi lebih putih, menunjukkan bahwa kokas akumulasi secara bertahap dibakar.

d. Bila penambahan suplai udara tidak memperbaiki masalah, turunkan suhu reaktor dan kurangi rate fresh feed   untuk mengurangi tingkat produksi coke.

f. Tambahkan nafta dari   overhead receviver kolom  utama ke feed sebagai ketika feed diturunkan. Naphtha tidak membentuk jumlah coke yang cukup berarti, sehingga menggantikan sebagian feed dengan nafta memiliki efek yang sama dengan menurunkan feed charge rate, tetapi meminimalkan kesalah dampak operasi dihilirnya.

Jika afterburning dalam regenerator stage pertama tidak terjadi lagi:

g. Secara bertahap turunkan laju udara ke   regenerator stage pertama.

h. Perlahan-lahan tingkatkan laju fresh umpan dan kembalikan reaktor temperatur ke kondisi normal jika mereka telah berkurang.

i. Pantau suhu regenerator untuk memastikan bahwa tindakan yang diambil untuk mengendalikan afterburning tidak menempatkan unit behind in burning lagi. Lakukant semua penyesuaian perlahan dan berikan waktu yang cukup untuk melihat efek nya dalam rangka untuk menghindari  mengendalian unit yang terlajur berlebihan.

N     WYE  PIECE  RISER  REACTOR RFCC PLUG (TERSUMBAT)

Meskipun ini merupakan kondisi yang jarang, namun dapat terjadi akibat kerugian dari total lift media (uap atau gas) ke wye sementara sirkulasi katalis. Katalis   merosot dan mungkin menimbun wye tersebut. Kondisi tertimbun dapat terjadi bila tiba-tiba kehilangan dari delta p yang melintasi   regenerated cat. SLV atau penurunan mendadak   temperatur reaktor  atau 3) tiba-tiba penurunan suhu kolom utama.

Jika wye tersebut tertimbun (tersumbat) tindakan berikut harus dilakukan:

1. Pindahkan unit ke status outage feed taman yang aman.

2. Jika penyebab masalah adalah hilangnya lift steam, kemudian tingkatkan lift steam mungkin tidak dapat dilakukan. Namun, jika ada valve steam startup yang terpisah, coba buka katup ini untuk membersihkan riser.

3.  Gunakan Torch Oil untuk menjaga katalis di regenerator tetap panas. Lanjutkan sirkulasi internal   regenerator melalui SLV resirkulasi katalis. Kurangi udara fluidisasi ke cooler katalis ke aliran minimum dan tutup slv katalis   cooler. Tahan regenerator pada 650 °C.

4. Buka steam kering dengan koneksi blast di bagian bawah wye tersebut. Apabila plug tidak bisa bersih, maka wye harus dikeringkan dan / atau divacuumed melalui koneksi cleanout 4-inci dan titik-titik blast. Hati-hati sebagai katalis ini panas.

5. Bila plug telah dibersihkan, atur unit kembali beroperasi mengikuti prosedur startup normal.

1. Kehilangan Lift Gas

Jika gas lift untuk wye hilang, ganti dengan setara molar Lift Steam. Hal ini akan menambah tugas kondensor overhead dan laju alir sour water. Karena gas lift passivates efek dehidrogenasi logam kontaminan pada katalis, kehilangan lift gas juga akan menambah laju alir gas bersih kering. Penyesuaian kecil di kolom utama dan unit konsentrasi gas diperlukan untuk mengakomodasi hilangnya lift gas. Jika gas lift tidak dapat dimasukkan  kembali dalam waktu singkat, blok dalam katup gas lift dan sorok pipanya.

2. Unit Gas Konsentrasi  Terganggu

Jika terjadi gangguan di unit konsentrasi gas, sejumlah besar bahan C3+  bisa terkirim (terbawa) ke riser oleh gas lift. Material C3+ bisa rengkah sampai complete membuat sejumlah besar gas ringan dan bisa mengganggu WGC. Jika hal ini terjadi, kurangi atau stop penambahan lift gas dan ganti dengan setara lift steam. Jika gas lift tidak bisa masukkan lagi dalam waktu singkat, blok dalam katup gas lift dan sorokkan buta dipasang.

Kembali Keatas

HISTORY OF CRACKING

Thermal Cracking

Literatur pertama yang bercerita tentang proses Thermal Cracking, menyatakan bahwa proses ini dijumpai pada  awal tahun 1800-an,

• yakni untuk merengkah minyak binatang (animal oils) menjadi komponen ringan.
• British patent juga mengumumkan tentang pemanfaatan panas untuk meningkatkan produk (yield) minyak lampu dari crude.

Pertumbuhan yang cepat terhadap kebutuhan gasoline untuk bahan bakar motor di awal tahun 1900-an, mendorong tumbuhnya upaya membangun proses untuk meningkatkan yield gasoline dari crude oil, termasuk dengan cara thermal cracking.

Proses thermal cracking pertama yang secara comersial dianggap sukses, yakni Burton process yang dipatentkan pada tahun 1910 di United States oleh Dr. W.M. Burton dari Standard Oil Company, Indiana.

Proses Burton adalah bacth proses yang berlangsung di pipa baja horizontal pada 750 F, 75-95 psig. Kemudian Clark memodifikasinya agar menjadi proses kontinues. Proses yang lebih efisien secara kontinus berikutnya dan lebih dikenal adalan proses Cross and Dubbs ditahun 1920-1922 an. Proses ini agak sulit berkembang karena sulit dioperasikan, namun cukup menarik karena nilai oktane gasolinnya cukup tinggi. Setelah tahun 1927-an, proses ini dikembangkan menjadi proses cracking pada fasa cair dan fasa uap dengan suhu operasi lebih tinggi, hingga berlangsung / terpakai sampai diatas tahun 1940-an.

FIXED BED CATALYTIC CRACKING

Fixed-Bed Catalytic Cracking

 Pada tahun 1920-an, Eugene J. Houndry, seorang warga Perancis menemukan suatu perubahan besar dibidang refining. Pada penemuannya, katalis dapat diregenerasi dengan pembakaran coke dari permukaan katalis. Penemuannya bermula dari percobaan untuk menghilangkan sulfur dari uap minyak yang kemudian mengarah pada pembangunan proses catalytic cracking pertama. Walau pada mulanya, penemuan tersebut tidak mendapat tanggapan diaderahnya, ditahun 1930an ia datang ke USA ke Vacuum Oil Company. Vacuum Oil Company  dan Standard Oil of New York merger ditahun 1931 membentuk Socony-Cauum, yang sekarang dikenal sebagai Mobil Oil Corporation.

Di tahun 1933, Sun Oil Company juga memulai berpartisipasi dalam upaya membangun proses catalytic cracking unit. Walau banyak upaya berlangsung untuk membangun proses catalytic cracking, namun hasil pertama yang terbukti sukses secara komersial adalab “fixed-bed catalytic cracking unit” yang on stream pertama kali, di Refinery Socony-Vacuum’S Paulsboro, New Jersey 6 April 1936. Proses ini mengalami perkembangan dan perbaikkan, namun sulit untuk dikembangkan secara kapasitas besar dalam memproduksi gasoline, khususnya dalam mengimbangi pertumbuhan kebutuhan gasoline oleh industri kendaraan bermotor yang tumbuh cepat. Kesulitannya karena proses fixed-bed selalu memerlukan 3 bed besar bergantian. Satu dioperasikan, satu lagi  dipurging dan lainnya sedang regenerasi. Kombinasi dari 3 bed katalis yang besar disertai ukuran katalis yang agak besar, mengarah tidak efisien dan tidak ekonomis.                          (Kembali keatas)

Moving-Bed Cracking

Perbaikkan proses dilanjutkan oleh Socony-Vacuum (SV) and The Houdry Process Corp. (HPC) terhadap fixed-bed process ini. Untuk perbaikkan, harus  diupayakan agar pergerakkan katalis bisa kontinus dan efisien diantara proses reaksi dan regenerasi. Untuk ini didapat bahwa pemakaian Thermofor Kiln dengan lift bucket bisa diterapkan.

Semi-komersial Thermofor Catalytic Cracking Unit (TCC) pertama dioperasikan di SV’s Paulsboro refinery tahun 1941. Kapasitas hanya 500 bpsd. Tahun 1943, Magnolia Oil Company (SV’s Affiliate), mulai mengoperasikan bucket elevator TCC yang berkapasitas 10.000 bpsd di Beamount refinery. Sampai tahun 1956, berkembang sampai 56 TCC proses, yang dibangun oleh SV, setelah SV berpisah dengan Hundry-Process Co.

Disaat TCC mulai dikembangkan, FCCU juga mulai berkembang. Di akhir tahun 1952-an, SV menyadari bahwa TCC akan ketinggalan dibanding FCCU, karena FCCU lebih yang lebih besar mampu mengolah feed lebih banyak dengan lebih ekonomis. Disamping itu, TCC memiliki problema mekanikal yang lebih rumit.

Fluid Catalytic Cracking

October 1938, Standard Oil New Jersey, Standard Oil Indiana,  M.W.Kellogg and I.G. Farben membentuk organisasi riset, the Catalytic Research Assosiation (CRA) untuk membangun proses cracking yang diluar ketentuan patent the Houndry fixed-bed catalytic cracking process.

Tahun 1940, I. G. Farben  keluar group dan Anglo-Iranian Oil Co.,LTD., Royal Ducth-Shell Co., The Texas Co., dan Universal Oil Product Co. (UOP) bergabung dengan group riset tersebut.

Sebuah pilot plan berkapasitas 100 BPD PECLA (Powdered Experimenttal Catalyst, Lousiana) dicoba operasikan,  yakni dengan sebuah “Snake Reactor” ( berupa pipa 450 ft, 4”) dengan screw pump sebagai penggerak katalis yang bertahan 53 hari operasi.

Pada pertengahan tahun 1940an, CRA memutuskan menggunakan powdered katalis untuk percobaan berikutnya.. Pilot plant pertama dioperasikan berkapasitas 100 BPD dengan menggunakan stand pipe, katalis berupa butiran halus yang digerakkan oleh udara yang dioperasikan pertama kali dan dapat bertahan mulai dari 13 Agustus 1940 s/d 7 Juni 1941 (hampir 10 bulan) secara kontinu. Data pilot test tersebut tercatat sebagai dasar perkembangan engineering selanjutnya dari FCC.

Pada 16 September 1940, dibangun FCC pertama, atau dinamakan PCLA (Powdered Catalyst, Loouisiana No.1 di New Jersey USA). Selesai 1 May 1943 atau 19 bulan kemudian. Tanggal 25 May 1942, unit pertama tersebut mulai oil in. Ini merupakan sejarah dari suksesnya FCC.

Perkembangan pesat dunia industri yang menggunakan crude oil sebagai bahan bakar dan sumber bahan baku petrokimia, menyebabkan makin lama harga crude oil makin mahal. Akhirnya mulai terfikir untuk memanfaatkan memanfaatkan minyak residu sebagai bahan umpan FCC. Maka mulai dikembangkan FCC yang mampu mengolah bahan baku hidrokarbon lebih berat seperti RFCC atau RCC yang lebih mampu meregenerasi katalis yang berkarbon lebih banyak, sehingga harus dapat mengendalikan kelebihan panas regenerasi katalis lebih efektif.                                                           (Kembali keatas)

Flue Gas Slide Valve