Aditif Katalis dan Zeolit Baru Di Fluid Catalytic Cracking FCC

Melihat kembali sejarah kimia industri, tidak diragukan lagi dapat dinyatakan bahwa dampak dari pengenalan zeolit ​​​​ke dalam operasi kilang telah revolusioner karena menghasilkan peningkatan yang signifikan dalam hasil bensin dari perengkahan katalitik, yang mengarah pada pemanfaatan yang lebih efisien dari bahan baku minyak bumi.

Berdasarkan keberhasilannya masuk ke dunia industri ini, zeolit ​​​​dengan cepat menemukan banyak aplikasi dalam pemrosesan minyak bumi di tahun-tahun berikutnya; namun, perengkahan katalitik sejauh ini masih merupakan konsumen katalis zeolit ​​dengan volume terbesar di dunia.

Output Utama FCC

Saat ini, katalis fluid catalytic cracking (FCC) menyumbang lebih dari 95% konsumsi katalis zeolit ​​dunia (terutama zeolit ​​USY). Unit perengkahan katalitik fluida (FCCU) di seluruh dunia saat ini memproses sekitar 15 juta barel per hari dan merupakan proses konversi utama di kilang bahan bakar biasa.

Output utama dari unit FCC adalah bensin, dan karena peran penting mereka dalam perengkahan katalitik fluida, dapat dinyatakan bahwa katalis zeolit ​​​​telah mengisi bahan bakar masyarakat industri kita dengan menyediakan sebagian besar bahan bakar transportasi yang digunakan, sehingga berdampak langsung pada ekonomi global.

Selanjutnya, untuk meningkatkan hasil olefin ringan dari FCCU sebagai akibat dari meningkatnya permintaan bahan penyusun untuk industri kimia seperti propilena dan butilena, komposisi katalis FCC sedang dimodifikasi dengan menyetel formulasinya dan memperkenalkan berbagai jenis struktur zeolit sebagai aditif.

Dengan menggunakan formulasi katalis berbasis zeolit ​​ini, banyak unit FCC baru di seluruh dunia juga menyediakan titik awal kritis untuk rantai nilai kimia (petro). Oleh karena itu, untuk pasokan global bahan bakar dan bahan kimia, katalis FCC berbasis zeolit ​​​​sangat penting secara strategis dan komersial.

Aditif Katalis FCC

Sampai saat ini telah diteliti komponen utama katalis FCC. Namun, aspek penting lainnya patut mendapat perhatian: penggunaan aditif. Penambahan komponen lain ke katalis FCC yang sudah kompleks berasal dari kebutuhan khusus, seperti untuk mendorong pembakaran, untuk meningkatkan desulfurisasi, untuk meningkatkan angka oktan dari bensin dan hasil olefin, untuk meningkatkan retak bawah.

Penggunaan aditif ini jelas tergantung pada karakteristik bahan baku serta permintaan produk, tetapi yang paling menarik adalah yang berbasis zeolit.

Aditif zeolit ​​sering digunakan untuk meningkatkan angka oktan. Kebutuhan ini berasal dari fakta bahwa keluaran bensin dari FCC mengandung sejumlah besar molekul n-alkana dan n-alkena, yang dicirikan oleh angka oktan yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan alkana/alkena bercabang dan aromatik.

Peningkatan oktan dapat dicapai jika n-alkana/alkena secara istimewa dihilangkan, mis. dengan memecahkannya secara selektif di atas katalis zeolit ​​yang menunjukkan sifat selektivitas bentuk reaktan. Untuk melakukan itu, zeolit ​​​​berpori sedang seperti ZSM-5, sangat aktif dalam perengkahan selektif tetapi kurang rentan untuk mempromosikan reaksi transfer H, terbukti efisien karena kemampuannya untuk menyerap hidrokarbon linier hanya dan memecahkannya menjadi spesies yang lebih ringan.

Dengan kata lain, peningkatan angka oktan disebabkan oleh peningkatan kandungan hidrokarbon bercabang dan aromatik, tetapi hasil keseluruhan bensin jelas berkurang. Namun, perengkahan selektif mengarah pada produksi olefin ringan (propilena dan butena), yang merupakan produk sampingan yang berguna.

Mereka dapat diumpankan ke unit alkilasi (jika ada) untuk menghasilkan alkilat yang cocok untuk ditambahkan ke potongan bensin. FCC juga merupakan sumber alkena ringan yang digunakan sebagai bahan baku dalam proses petrokimia dan produksinya, jika diperlukan, dapat dimaksimalkan dengan menggunakan aditif zeolit.

Corma dkk. meneliti pengaruh topologi pori beberapa zeolit ​​​​pada perengkahan n-heptana, dipilih sebagai molekul model dalam kisaran bensin. Mereka menemukan bahwa rasio parafin/olefin meningkat seiring dengan meningkatnya dimensi ruang hampa dan disediakan indikasi yang berguna tentang distribusi produk (misalnya bercabang vs linier) pada zeolit ​​yang berbeda. Khususnya, mereka menegaskan bahwa untuk memaksimalkan hasil propilena, zeolit ​​dengan bukaan cincin beranggota 9 dan 10 akan lebih disukai.

ZSM-5 adalah salah satunya dan digunakan saat ini sebagai aditif pro-olefin di unit FCC khusus. Isu penting lainnya menyangkut kemungkinan penggunaan aditif zeolit ​​​​untuk meningkatkan retak bawah. Karena kurangnya struktur zeolit ​​dengan bukaan pori yang cukup besar untuk memungkinkan adsorpsi molekul berat, idenya adalah untuk memanfaatkan situs asam yang ada di permukaan atau dekat dengan mulut pori, untuk memecahkan bagian dari molekul besar.

Hal ini dimungkinkan, asalkan kristal cukup kecil untuk memaksimalkan luas permukaan luar, sehingga menyediakan cukup banyak situs aktif yang tersedia untuk reaksi.

Konsep ini baru-baru ini telah diverifikasi ketika bahan milik Eni ERS-10 diuji sebagai aditif dari katalis FCC komersial. Struktur ERS-10 yang tidak teratur yang menarik adalah intergrowth dari zeolit ​​NON, EUO dan NES. Keunikan dari fase ini adalah adanya bukaan 14-MR berbentuk telur, yang menawarkan kemungkinan untuk meningkatkan konversi molekul berat.

Faktanya, dibandingkan dengan kasus dasar (yaitu katalis komersial tanpa aditif) penambahan hanya 3% berat ERS-10 menghasilkan peningkatan yang signifikan dari konversi ke LPG dan bensin dan peningkatan yang signifikan dari retakan bagian bawah

Hasil ini, yang diperoleh dalam unit uji aktivitas mikro (MAT) unggun tetap, memerlukan penyelidikan lebih lanjut pada unit yang lebih kompleks. Namun demikian, hal tersebut menarik karena menunjukkan kemungkinan untuk mengeksploitasi struktur zeolit ​​baru sebagai aditif spesifik dari katalis FCC.

Zeolit ​​Baru Di FCC

Meningkatnya ketersediaan struktur zeolit ​​​​baru dengan arsitektur dan komposisi pori yang berbeda telah mendorong penelitian ekstensif dengan tujuan untuk mengidentifikasi bahan berpori mikro yang dapat menggantikan zeolit ​​​​Y, mempertahankan atau meningkatkan kinerja katalitiknya dengan lebih baik.

Ketika mempertimbangkan ukuran molekul yang ada dalam bahan baku, jelas bahwa kandidat yang ideal termasuk dalam famili zeolit ​​berpori besar (12MR) dan ekstra besar (14MR+). Hasil yang sangat menjanjikan telah diperoleh dengan zeolit ​​yang berbeda.

Misalnya, paten yang diajukan pada tahun 1987 mengklaim penggunaan zeolit ​​​​Beta dan ZSM-20 (dengan struktur intergrowth FAU-EMT) sebagai katalis FCC yang mampu meningkatkan angka oktan bensin. Zeolit ​​​​Beta, khususnya, menampilkan aktivitas perengkahan yang tinggi dan kemampuan transfer H rendah, menghasilkan bensin dengan angka oktan tinggi0.

Kecenderungannya untuk menghasilkan lebih banyak gas dan kokas selama perengkahan minyak gas dapat dikurangi dengan menyetel ukuran kristal; dalam formulasinya yang dioptimalkan, zeolit ​​​​Beta menghasilkan hasil bensin yang hampir sama dengan USY, tetapi jumlah propilen dan butena yang jauh lebih besar, yang dapat digunakan baik untuk memproduksi bensin alkilat dan MTBE atau digunakan kembali untuk proses petrokimia.

Secara berturut-turut ditemukan bahwa lebih mudah untuk menanamkan kristal Beta zeolit ​​dalam matriks silika-alumina amorf; dengan cara ini, zeolit ​​Beta distabilkan terhadap de-aluminasi dan keruntuhan struktur akibat yang terjadi selama perawatan pada suhu tinggi.

Contoh menarik lainnya, di antara beberapa yang tersedia dalam literatur, dilaporkan oleh kelompok Avelino Corma, material ini sangat aktif dalam sintesis dan pengujian katalitik zeolit ​​​​baru. Contoh pertama menyangkut ITQ-21, zeolit ​​berpori besar yang dicirikan oleh sistem saluran 3D, dengan bukaan melingkar 12MR, dan sangkar besar di persimpangannya.

ITQ-21 terbukti efektif dalam pemecahan minyak gas vakum Arabian Light dan lebih aktif dari USY dan zeolit ​​Beta. Secara khusus, ini menghasilkan hasil propilena yang lebih tinggi dalam fraksi gas daripada USY. Konsentrasi olefin dalam bensin paling rendah dengan ITQ-21, tetapi angka oktannya paling tinggi.

Hasil ini menunjukkan bahwa, berkat arsitektur pori dan komposisi kerangka yang khas, ITQ-21 dapat menggantikan zeolit ​​Y dalam formulasi katalis FCC, karena menghasilkan hasil propilena yang lebih tinggi dan produk transfer H yang lebih sedikit. Contoh kedua yang lebih baru terkait dengan zeolit ​​ITQ-33.

Arsitektur pori 3D-nya terdiri dari saluran linier 18MR, saling terhubung ke sistem 2D saluran 10MR; dengan kata lain, ITQ-33 adalah contoh zeolit ​​berpori ekstra besar dan dimensi bebas saluran 18MR yang besar (12,2 ) pada prinsipnya sangat menguntungkan untuk aplikasi FCC.

Uji retak katalitik dari minyak gas vakum Arabian Light mengkonfirmasi bahwa arsitektur pori khas ITQ-33 secara positif mempengaruhi distribusi produk. Selain itu, jika dikombinasikan dengan ZSM-5, menghasilkan solar dan propilena yang jauh lebih tinggi, dengan bensin yang lebih rendah, daripada kombinasi USY/ZSM-5.

Singkatnya, kemungkinan untuk menggantikan zeolit ​​Y dalam formulasi katalis FCC ada, tetapi ada kelemahan utama yang menghambat: biaya zeolit. Zeolit ​​​​sintetis biasanya diperoleh dengan pengolahan hidrotermal yang memakan waktu di bawah tekanan autogen dari campuran yang mengandung, setidaknya, sumber silika dan alumina dan aditif organik tertentu (SDA), yang dibakar dari produk yang dikristalkan.

Sebaliknya, zeolit ​​Y disintesis lebih cepat dengan mengolah campuran anorganik penuh pada suhu sedang. Akibatnya, biayanya jauh lebih rendah daripada zeolit ​​lainnya, setidaknya satu urutan besarnya lebih rendah dari zeolit ​​​​Beta, yang di antara zeolit ​​​​yang disebutkan di atas, adalah satu-satunya yang tersedia secara komersial.

Selanjutnya, dalam kasus ITQ-21 dan ITQ-33, kristalisasi membutuhkan kehadiran germanium, bahkan dalam jumlah besar (Si/Ge = 2, dalam kasus ITQ-33 35). Ge meningkatkan secara dramatis biaya bahan akhir, membuat kemungkinan aplikasi industri mereka setidaknya dipertanyakan. Terlepas dari hasil yang menarik ini, kemungkinan zeolit ​​tipe Y akan mempertahankan peran spesifiknya dalam formulasi katalis FCC untuk waktu yang lama.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.