Pemanfaatan Zeolit ​​untuk Industri Petrokimia

Petrokimia adalah sektor industri penting lainnya di seluruh dunia di mana katalis zeolit ​​sering digunakan. Dibandingkan dengan penyulingan minyak, di mana zeolit ​​digunakan dalam beberapa unit konversi (terutama di FCC - Fluid Catalityic Cracking), industri petrokimia mengambil lebih banyak keuntungan dari sifat khusus dari katalis zeolit.

Katalis Berbasis Zeolit

Alasannya sederhana: proses penyulingan minyak ditujukan untuk transformasi bahan baku hidrokarbon kompleks menjadi berbagai produk serupa, dengan persyaratan yang lebih ringan dalam hal selektivitas reaksi katalis.

Sebaliknya, proses petrokimia pada dasarnya didasarkan pada transformasi bahan baku yang terdefinisi dengan baik menjadi produk yang terdefinisi dengan baik yang diinginkan. Dalam hal ini, selektivitas reaksi jelas sangat penting. Bahan penyusun petrokimia (olefin, aromatik dan syngas) diproduksi melalui proses yang berbeda: steam reforming dari berbagai fraksi minyak atau gas alam, catalytic reforming, FCC.

Ketika dioperasikan dalam kondisi yang memaksimalkan produksi olefin dan aromatik, yang terakhir mewakili semacam antarmuka antara kilang dan petrokimia, memberikan peluang bagi kedua industri. Aromatik (benzena, toluena, xilena, BTX), bersama dengan olefin, adalah bahan baku utama untuk petrokimia.

Ketersediaannya meningkat sebagai konsekuensi dari batasan legislatif baru pada konsentrasi aromatik dalam bahan bakar, yang memaksa untuk mengalihkan aplikasinya dari bahan bakar ke petrokimia.

Menariknya, meskipun tidak lengkap, produk yang diperoleh oleh blok bangunan BTX: jumlah dan variasi produk antara dan akhir yang dihasilkan sangat mengesankan, terutama jika kita mempertimbangkan bahwa permintaan benzena, toluena, dan xilena di seluruh dunia menjadi 41, 21 dan 41 juta ton per tahun.

Katalis berbasis zeolit ​​digunakan tidak hanya untuk dealkilasi toluena menjadi benzena dan disproporsionasi/transalkilasi menjadi xilena dan benzena, tetapi bahkan dalam beberapa proses untuk produksi zat antara yang penting.

Kebanyakan dari mereka diproduksi oleh alkilasi benzena dan toluena dengan olefin (misalnya etilen dan propilena menjadi etil dan i-propilbenzena, atau kumena), reaksi katalis asam awalnya dilakukan dengan adanya asam mineral kuat (HF, H2SO4) atau Asam Lewis (AlCl3).

Beberapa kelemahan, bagaimanapun, muncul dari penggunaan katalis asam homogen ini: selektivitas rendah terhadap produk yang diinginkan, manipulasi dan transportasi yang berbahaya, korosif, pemisahan dan pembuangan yang sulit, memakan energi dan mahal.

Katalis Asam Padat Zeolit

Penggunaan katalis asam padat dapat menghindari semua masalah ini, memberikan keuntungan yang tidak diragukan lagi dalam hal selektivitas, keamanan, regenerabilitas, kompatibilitas dan lingkungan. Di antara asam padat, zeolit ​​sering lebih disukai karena sepenuhnya memenuhi persyaratan ini, terutama untuk selektivitas bentuknya. properti, yang dapat didefinisikan, dalam tampilan yang disederhanakan, sebagai kombinasi katalisis dengan efek saringan molekuler.

Beberapa contoh pengembangan proses industri baru atau yang ditingkatkan berdasarkan penggunaan katalis zeolit ​​ada dan pembaca yang tertarik dapat merujuk pada ulasan menarik yang tersedia dalam literatur.

Oleh karena itu, tujuan dari kontribusi ini adalah untuk menunjukkan bagaimana katalis zeolit ​​dikembangkan dengan memusatkan perhatian pada beberapa contoh penting daripada hanya merangkum semua proses utama yang ada.

Secara khusus, proses untuk sintesis kumena, zat intermediate penting untuk sintesis fenol dan zat intermediate lainnya dan 2,6-dimetilnaftalena (zat intermediate untuk pembuatan polietilenereftalat kinerja tinggi, PEN, poliester) dipertimbangkan berikut ini. Sebelum masuk ke rincian proses ini, bagaimanapun, berguna untuk menghabiskan beberapa kata pada langkah-langkah berbeda yang terlibat dalam pengembangan katalis heterogen.

Pengembangan Katalis

Pengembangan katalis heterogen industri adalah proses yang cukup kompleks; ini melibatkan beberapa langkah berbeda yang membutuhkan pengetahuan multi-disiplin. Multi-disiplin karena membutuhkan kompetensi dalam sintesis bahan, dalam karakterisasi yang akurat dan pengujian katalitik, dalam formulasi dan pembentukan sesuai dengan teknologi reaktor: unggun tetap, unggun terfluidisasi, slurry, dll.

Seluruh siklus biasanya memakan waktu dan karena itu mahal, seringkali membutuhkan beberapa tahun untuk mengembangkan ide dalam aplikasi industri. Namun demikian, kunci keberhasilan diwakili oleh kontrol yang akurat dari semua langkah yang terlibat dalam siklus pengembangan, seluruh biaya dapat dipulihkan dalam waktu singkat ketika proses diterapkan pada tingkat industri.

Sintesis Cumene

Awalnya digunakan sebagai komponen peningkat oktan bensin, cumene saat ini merupakan perantara dalam sintesis fenol; produksi tahunan di seluruh dunia berjumlah 8 juta metrik ton, terhitung sekitar 17% dari keseluruhan permintaan benzena, yang paling penting kedua setelah sintesis etilbenzena, yang mengkonsumsi ca. 50% dari benzena diproduksi untuk aplikasi petrokimia.

Sintesis kumena melibatkan alkilasi benzena dengan propilena melalui karbokation sekunder yang dihasilkan oleh interaksi dengan situs asam Brønsted. Beberapa reaksi samping dan berturut-turut, berpotensi mempengaruhi reaksi yang tampaknya sederhana ini: alkilasi kumena menjadi di- (DIPB) dan tri-isopropilbenzena (TIPB) (yang dapat dianggap sebagai produk sampingan yang berguna karena dapat diubah menjadi kumena melalui transalkilasi dengan benzena ), isomerisasi sekunder kumena menjadi n-propilbenzena (nPB), oligomerisasi propilena menjadi olefin yang lebih tinggi, yang pada gilirannya dapat mengalami perengkahan dan isomerisasi dan bahkan alkilat aromatik untuk menghasilkan alkilbenzena yang lebih tinggi.

Dalam skenario ini, mudah untuk memahami bahwa proses industri, agar berhasil, harus menyiratkan penggunaan kondisi yang membatasi reaksi samping dan reaksi berurutan (misalnya bekerja dengan rasio benzena/propilena yang tinggi untuk membatasi poli-alkilasi dan oligomerisasi propilena ) bersama-sama dengan katalis selektif mampu memaksimalkan hasil kumena.

Evolusi proses kumena entah bagaimana terkait dengan etilbenzena, karena sistem katalitik yang dikembangkan sering digunakan dalam produksi kedua zat antara. Cumene awalnya diproduksi dengan asam sulfat sebagai katalis homogen; proses ini segera digantikan oleh teknologi UOP, yang menggunakan asam fosfat padat (SPA) sebagai katalis heterogen.

Proses ini masih yang paling tersebar dalam produksi cumene (setidaknya sebagai sejumlah instalasi), terlepas dari kemajuan signifikan yang dicapai baru-baru ini. Yang pertama berkaitan dengan pengembangan teknologi Monsanto-Lummus berdasarkan katalis AlCl3-HCl 43; beberapa pabrik, bagaimanapun, direalisasikan dengan teknologi seperti itu karena kelemahan serius terkait dengan penggunaan katalis homogen.

Kemungkinan penggantian katalis ini dengan bahan yang ramah lingkungan, tidak korosif dan dapat diregenerasi seperti zeolit ​​telah dievaluasi sejak pertengahan tahun 1960-an, ketika Minachev et al. dan Venuto dkk. menggunakan zeolit ​​X dan Y untuk alkilasi benzena dengan olefin ringan dalam fase gas.

Katalis ZSM-5, yang digunakan dalam teknologi etilbenzena Mobil-Badger, juga diuji dalam Zeolit ​​dalam pemurnian dan petrokimia 229 alkilasi fase gas benzena dengan propilena tetapi hasilnya tidak memuaskan karena tingginya produksi n-propilbenzena yang tidak diinginkan, mungkin karena suhu tinggi yang diperlukan untuk mengatasi kendala yang dikenakan pada difusi kumena oleh saluran sempit 10MR MFI, dan peluruhan cepat katalis karena oligomerisasi propilena dengan pembentukan produk berat di pori.

ZSM-5 terbukti kurang aktif juga dalam fase cair alkilasi benzena dengan propilena, menunjukkan bahwa katalis yang paling cocok untuk sintesis kumena harus dipilih di antara zeolit ​​pori besar. Faktanya, selama tahun 1990-an proses industri baru yang didasarkan pada penggunaan jenis zeolit ​​itu dikembangkan.

Secara khusus, CDTech mengusulkan penggunaan katalis tipe-Y yang beroperasi dalam reaktor kolom distilasi katalitik, suatu sistem dengan kinerja katalitik yang baik, tetapi tidak disebarkan secara komersial. Proses cumene 3-DDM yang dikembangkan oleh Dow-Kellog didasarkan pada katalis mordenit yang didealuminasi; dealuminasi diperlukan untuk menghubungkan saluran 12MR dengan cara tertentu ke dalam sistem berpori tiga dimensi, dengan kinerja dan stabilitas yang ditingkatkan.

UOP, dari sisinya, mengembangkan proses Q-Max, mungkin berdasarkan zeolit ​​Beta sebagai katalis. Teknologi cumene Mobil-Raytheon, yang beroperasi dengan sistem reaktor unggun tetap, menggunakan MCM-22 sebagai katalis. Ini menarik karena MCM-22 adalah zeolit ​​berpori sedang, tetapi karakteristik strukturnya yang khas membuatnya cocok untuk aplikasi dalam reaksi yang membutuhkan sistem pori besar.

Aspek ini akan dibahas kemudian secara rinci. Akhirnya, EniChem (sekarang Polimeri Europa) juga mengembangkan teknologi alkilasi berdasarkan penggunaan zeolit ​​Beta sebagai katalis. Katalis PBE-1 yang dipatenkan digunakan baik dalam produksi etilbenzena maupun kumena. Zeolit ​​​​Beta dipilih di antara kandidat zeolit ​​yang berbeda (mordenit, ERB-1, USY dan ZSM-12) berdasarkan hasil uji katalitik yang dilakukan pada 150 °C dengan rasio molar benzena/propilena = 7.

Zeolit ​​​​Beta menunjukkan menjadi katalis yang paling efisien dalam hal selektivitas keseluruhan untuk produksi kumena dan produk sampingan. Dalam aktivitas optimasi berturut-turut, komposisi kerangka dan morfologi kristal/agregat disetel secara akurat untuk meningkatkan kinerja katalitik keseluruhan katalis.

Perhatian akhirnya dicurahkan pada pembentukan katalis, yang dilakukan dengan mencampurkan bubuk zeolit ​​dengan pengikat yang dipilih (misalnya -Al2O3) dan mengekstrusi campuran dalam bentuk pelet dengan bentuk dan dimensi yang diinginkan.

Formulasi dan kondisi pembentukan dipilih secara akurat untuk memaksimalkan porositas ekstra-zeolit, tanpa kehilangan kekuatan penghancuran pelet. Girotti dkk. menunjukkan bahwa porositas ekstra-zeolit ​​merupakan fitur penting dari katalis akhir karena mempengaruhi umur katalis, yang meningkat seiring dengan peningkatan volume pori keseluruhan pellet.

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.